8.4. Пучины на автомобильных дорогах
Пучины – деформации и разрушение дорожной одежды в виде бугров и сетки трещин. Пучение (пучинообразование) – неоднородные по площади покрытия взбугривания дорожной одежды, обусловленные одновременным проявлением трех факторов:
– интенсивным морозным влагонакоплением за счет наличия мощного сточн ка увлажнения (близкое залегание грунтовых вод, когда высота поднят я воды по капиллярам грунта рабочего слоя больше расстоян я до уровня грунтовых вод);
– нал ч ем тонкодисперсных грунтов (пылеватых, склонных к |
||
С |
|
|
большому пучен ю, за счет подъема воды по капиллярам на большую |
||
высоту |
попадан я воды в ра очий слой); |
|
– глубок м |
медленным промерзанием (скорость промерзания |
|
менее 4 см/сут). |
|
|
|
отсутств |
хотя ы одного фактора пучины не образуются. |
При |
||
На пуч н стых участках в отдельные годы могут наблюдаться |
||
взбугр ван я до 20 – 80 мм. Вода при замерзании увеличивается в |
||
объеме на 9%. Возникающие центры замерзания грунта за счет уве- |
||
личения |
льда при замерзании создают дополнительные капил- |
|
|
объема |
|
ляры. Эти новые капилляры вызывают дополнительное притягивание |
||
незамерзшей воды и переход её в лед. Происходит рост пучины, уве- |
||
|
|
А |
личиваются бугры пучения. Рост пучин заканчивается, когда глубина промерзания достигает максимального значения.
находится замерзший грунт. В этотДпериод под воздействием автомобилей возникают просадки земляного полотна и покрытия. На таких участках покрытие имеет сетку трещин – разделено на отдельные блоки. Вода может выдавливаться на покрытие, образуя влажные пятна. После просыхания грунта под дорожной одеждой пучины «закрываются».
Весной происходит оттаивание дорожной одежды и верхних слоев грунта земляного полотна, содержащих ледяные линзы. Образуется
вода. Перемещение воды возможно только вверх и в стороны – снизу И
Впроцессе пучинообразования происходит равномерное и неравномерное поднятие дорожной одежды за счет замерзания воды и происходит разрушение покрытия.
Ввесеннее время происходит оттаивание накопившегося льда в пучинах. Из-за повышенной влажности грунта на месте пучин образуются просадки.
92
8.5. Дорожно-климатическое районирование России
Разнообразные климатические и гидрологические условия обширной территории страны не позволяют проектировать земляное полотно и дорожную одежду во всех климатическим зонах по единым правилам. В основу разделения на дорожно-климатические зоны положено деление территорий по климату, гидрологическим и геоморфолог ческ м характеристикам. Критерием деления на зоны является соотношен е между количеством выпадающих осадков и объемом
СЗоны дорожного районирования примерно соответствуют границам почвенных ландшафтно-географических зон. Деление на зоны
испарен я с поверхности.
рукциямдорог, по пр меняемым дорожно-строительным материалам, технологии стро тельства методам организации строительства.
позволяет пр менять в каждой конкретной зоне свои решения по конструкц ям земляного полотна, водоотводным сооружениям и конст-
Усть–ОзерноебА– Ярцево – Канск – Выезжий Лог – Усть–Золотая – Сарыч – Сеп – Новоселово – ртыбаш – Иню – государственная граница – Симоново – Биробиджан – Болонь – Многовершиный. Включает зоны тундры, лесотундры и северо-восточную часть лесной зоны
дорожных одежд, условиям строительства и эксплуатации
По дорожно-кл матическому районированию на территории Рос-
сии выделяют 5 зон (рис. 8.3).
1 – зона распространения многолетнемерзлых грунтов (вечной мерзлоты); расположена севернее линии Нивский – Сосновка – Новый Бор – Щелья ож – Сыня – Суеватпуль – Белоярский – Ларьяк–
с распространением вечномерзлых грунтов. |
|
|
Характеризуется зона: |
Д |
|
|
||
переувлажнением верхних слоев грунта; |
||
просачиванию воды вглубь препятствует расположенный вбли- |
||
зи от поверхности грунта мерзлый грунт; |
|
|
испарение незначительное в связи с кратковременным теплым |
||
периодом. |
|
И |
|
|
|
Глубина залегания вечномерзлых грунтов зависит: |
||
от растительного покрова; |
|
|
рельефа местности;экспозиции склонов по отношению к сторонам света.
93
Си б
– границы дорожно-климатических зонА; •••••• – границы дорожно-климатических подзон
|
Рис. 8.3. Дорожно-климатическое районирование России: |
|
|
Примечания: 1. При соответствующем обосновании общее дорожно-климатическое районирование территории |
|
России может уточняться в рамках отдельных субъектов Федерации. |
|
|
2. |
Кубань и западную часть Северного Кавказа следует относить к III дорожно-климатической зоне. |
|
3. |
Д |
|
При проектировании участков дорог в приграничных зонах при обосновании данных о грунтово-гидрологических и |
||
|
|
И |
почвенных условиях, а также исходя из практики эксплуатации дорог в районе допускается принимать проектные решения как для смежной (северной или южной) зоны.
4. В горных районах дорожно-климатические зоны следует определять с учетом высотного расположения объектов проектирования, принимая во внимание природные условия на данной высоте.
94
В этой зоне выделяется 3 подзоны по температуре вечномерзлых грунтов и влажности сезоннооттаивающего слоя (деятельного слоя).
II – зона избыточного увлажнения. От границы зоны I до линии Тула – Нижний Новгород – Ижевск – Томск – Канск. На Дальнем Востоке от границы зоны I до государственной границы. Включает
Сзону лесов с избыточным увлажнением грунтов.
Характеризуется зона:
збыточным увлажнением грунта из-за значительного количества выпадающ х осадков; ваниямалой спаряемостью;
бл зк м расположением грунтовых вод.
В этой зоне выделяют северную и южную подзоны, отличающие-
ся влажностью грунта земляного полотна в период весеннего протаи-
ХарактеризуетсябАзона:
грунтов.
III – зона знач тельного увлажнения в отдельные годы. От южной гран цы зоны II до линии Белгород – Самара – Магнитогорск
– Омск – Б йск – Туран. Включает лесостепную зону со значитель-
ным увлажнен ем грунтов в отдельные годы.
Южная граница соответствует северной границе распространения
черноземов.
глубоким залеганием грунтовых вод;значительным увлажнениемДгрунтов весной и осенью.
Коэффициент увлажнения составляет 1,0 – 0,6.
IV – зона недостаточного увлажнения. От границы зоны III до линии Буйнакск – Кизляр – Волгоград и далее в сторону границы с Казахстаном в широтном направлении. Включает степную зону с недостаточным увлажнением грунтов.
Характеризуется зона:
умеренной влажностью верхних слоев грунта;
значительным испарением влаги;
небольшим количеством осадков;
грунтовые воды залегают на большой глубине.
Коэффициент переувлажнения составляет 0,6 – 0,3.
V – засушливая зона. К юго-западу и югу от границы зоны IVИ
включает пустынную и пустынно-степную зоны с засушливым климатом и распространением засоленных грунтов.
95
Характеризуется зона:
незначительным увлажнением грунтов;
высокой испаряемостью.
Коэффициент переувлажнения не превышает 0,3 – 0,12. В весеннее время на участках искусственного орошения и на участках с высоким уровнем грунтовых вод и засоленными грунтами земляное полотно может переувлажняться.
Зоны делят ещё на подзоны (западные и восточные) по рекам Северная Дв на Волга. В восточных районах климат более континентальный.
Гран цы ДКЗ не являются четко очерченными. В пограничных |
|||
С |
|
|
|
районах в пределах 100 – 150 км ДКЗ можно относить к соседним зо- |
|||
нам по результату местных условий. |
|||
В последн |
годы предложено выделение подзон в пределах од- |
||
ной зоны с целью учета грунтовых условий, характера увлажнения |
|||
грунтов др. Такая |
|
позволяет повысить надежность при- |
|
детализация |
|
||
нимаемых решен й, но тре ует с ора большего количества исходных |
|||
материалов при |
зысканиях дорог. |
||
|
|
8.6. Оценка гидрологических |
|
и гидрогеологических условий местности |
|||
ДорожнобА-климатическое районирование дает общую характеристику географического района. Особенности проложения трассы в пределах каждой зоны могут существенно изменяться. Вводится понятие о гидрологической группе местности или типе местности по
увлажнению.
Выделяют три типа местности по условиям увлажнения грунта
[33] земляного полотна: |
Д |
|
1. Сухие места |
|
|
без избыточного увлажнения. Характеризуются |
||
условиями: |
|
И |
|
|
|
–поверхностный сток обеспечен. Поверхностный сток считается обеспеченным при уклонах поверхности грунта в пределах полосы отвода более 2‰;
–глубина промерзания грунтов меньше глубины залегания грунтовых вод;
–грунтовые воды не оказывают влияния на увлажнение верхней толщи грунтов в случае, если их уровень в предморозный период залегает ниже глубины промерзания не менее чем:
на 2,0 м в глинах, суглинках тяжелых пылеватых и тяжелых;
96