лы (камень, песок, гравий и пр.). Необходимо учитывать грунтовые условия, которые определяют конструкцию земляного полотна.

Климатические условия предопределяют долговечность дороги. К климатическим характеристикам относятся:

максимальные и минимальные температуры воздуха;амплитуда колебания температуры;количество осадков;

направлен е, повторяемость и скорость ветра;толщ на снегового покрова и глубина промерзания.

Для наглядного представления климатических характеристик

количеством выпадающих осадков, условиями стока и испарения воды, толщ ной снегового покрова и интенсивностью весеннего таяния, глубиной залеган я грунтовых вод и особенностями их режима, ре-

8.2.Источники увлажнения земляного полотна

Врезультате воздействия внешних факторов в слоях дорожной одежды и земляном полотне возникают напряжения и деформации, что приводит к ухудшению ровности проезжей части и снижению прочности дорожной одежды. Воздействие атмосферных осадков ухудшает эксплуатационное состояние дороги, снижается коэффициент сцепления колеса с дорогой (рис. 8.1).

Наиболее опасны для дороги:

– чрезмерное влагонакопление;

– попеременное промерзание и оттаивание грунта земляного полотна;

– интенсивное нагревание и быстрое охлаждение слоев дорожной одежды.

Водно-тепловой режим (ВТР) – это закономерность изменения

температуры и влажности в грунте земляного полотна, слоях дорожной одежды и придорожном слое воздуха. И

88

Водно-тепловой режим зависит от мощности источников увлажнения. При близком залегании грунтовых вод (менее 1 м) грунты в рабочем слое могут быть значительно увлажнены за счет капиллярного водонасыщения и перераспределения влаги в виде водяного пара.

тигать 0,7 Wт.

В отдельные годы наблюдаетсяДрезкое снижение температуры (температурные удары), которое приводит к быстрому сокращению линейных размеров. В результате чего образуются поперечные трещины на покрытии.

Второй период (период промерзания) характеризуется дальнейшим охлаждением слоев дорожной одеждыИи грунта земляного полотна. Этот период начинается с момента промерзания грунта земляного полотна. При скорости промерзания менее 2,5 см/сут происходит интенсивное влагонакопление и льдообразование за счет миграции влаги из нижележащих слоев земляного полотна.

При быстром промерзании (скорость больше 4 см/сут) вода из нижележащих слоев не успевает поступать в верхние и влажность грунта может быть меньше. Глубина промерзания достигает максимума. Вследствие замерзания воды в порах грунта образуются линзы и прослойки льда. При водопроницаемом покрытии в зимнее время из песчаного подстилающего слоя влага может вымерзать.

89

Влажность грунта увеличивается до уровня 0,7 – 0,8 Wт. Интенсивное влагонакопление и промерзание иногда может привести к образованию пучин.

К концу зимнего периода пучины достигают максимальных размеров. Глубина промерзания грунта достигает максимального значения. Прочность грунта очень высокая.

Третий период – период весеннего оттаивания. Этот период иногда называют пер одом весеннего насыщения. Он начинается с мо-

разуется донн к). Влажность грунта максимальная (0,85 – 1,0 Wт). Плотность грунта м н мальная.

Под воздействием автомо илей часть воды отжимается в дренирующий слой, часть – в о очины и нижележащие слои по мере их оттаивания. При медленном оттаивании (скорость менее 4 см/сут) часть воды успевает отжиматься и испаряться. При быстром оттаивании

70 см при скорости оттаивания грунтаД2 – 5 см/сут. В этот период наблюдается образование просадок дорожных одежд.

(скорость более 7 см/сут) происходит интенсивное накопление влаги.

В этот расчетный период прочность одежды минимальная. Период наиболее неблагоприятного расчетного состояния грунта соответствует критической глубине оттаивания. Эта критическая глубина для

дорог I и II технических категорий составляет 50 см, для III и IV – И

Четвертый период – летний период. После полного оттаивания грунта происходит его просыхание, повышаются прочность грунта земляного полотна (сцепление и угол внутреннего трения), модуль упругости грунта, прочность дорожной одежды. Влажность грунта снижается до 0,5 Wт.

90

8.3. Влияние теплофизических характеристик дорожной конструкции на водно-тепловой режим (ВТР) дорог

На ВТР существенное влияние оказывают теплофизические свой-

ства дорожной одежды Rо и грунта земляного полотна Rг.

Си горизонтальная м грации влаги.

возрастанием теплового сопротивления одежды Rо (величина, обратная теплопроводности дорожной одежды) поток влаги к основанию сн жается, уменьшается глубина промерзания и вероятность образован я пуч н в земляном полотне, ВТР улучшается. В зависимости от соотношен я величины Rо и Rг возможна как вертикальная, так

Могут быть три случая формирования перемещения влаги в дорожной одежде ра очем слое земляного полотна (рис. 8.2):

1) тепловое сопрот вление грунта земляного полотна (обочин) больше теплового сопротивления дорожной одежды: Rг > Rо. Слои

Рис. 8.2. Схема расположения нулевойДизотермы в земляном полотне и под дорожной одеждойИ

2)Rо = Rг. Тепловое сопротивление грунта обочин и дорожной одежды одинаковое. В этом случае возникает преимущественно вертикальный перепад температур и миграция влаги также только вертикальная. Увлажнение грунта под дорожной одеждой меньше, чем в предыдущем случае;

3)Rо > Rг. Наиболее благоприятный режим. Влага в холодный период мигрирует не только вертикально, но и горизонтально – от оси дороги в сторону обочин. Влажность грунта рабочего слоя под дорожной одеждой понижается и прочность грунта повышается, что может приводить к снижению толщины дорожной одежды и стоимости строительства дороги.

91