
книги из ГПНТБ / Поляков, А. В. Водоотвод на дорогах
.pdf20
ланием улучшить уоловия стока с грунтовых обочин, на которых возможно появление неровностей от заездов автомобилей.
Поперечный профиль проезжей части дороги обычно очерчивает ся по параболе или по двум наклонным прямым, сопряженным в сред ней части круговой вставкой длиной 2 м. При параболическом по перечном профиле поперечный уклон покрытий определяется как
средний между наиболее выпуклой |
частью профиля и |
обочинами. |
|||
|
|
|
Т а б л и ц а |
6 |
|
|
Поперечные |
уклоны на дорогах |
|
|
|
|
Тип покрытия |
|
Поперечный уклон |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
наименьший |
наибольший |
|
Асфальтобетонное и цементно-бетон |
|
0,020 |
|||
ное ............................................................ |
|
|
0,015 |
|
|
Гравийное и щебеночное, обработан |
|
|
|||
ные органическими вяжущими мате |
|
|
|||
риалами; мозаиковые, брусчатые |
|
0,030 |
|||
и клинкерные мостовые .................... |
|
0,020 |
|
||
Гравийное; щебеночное; грунтовое, |
|
|
|||
улучшенное |
гранулометрическими |
|
0,035 |
||
добавками |
............................................... |
|
0,025 |
|
|
Мостовая из |
булыжного или |
колото |
|
0,040 |
|
го камня ......................... |
....................... |
|
0,030 |
|
|
Грунтовые профилированные ................ |
|
0,030 |
|
0,040 |
Обочины на дорогах планируются, уплотняются и подлежат з а - дернению. В местах частых заездов автомобилей на обочины (на пример, в пределах населенных пунктов) поверхность обочин укреп ляют гравием, щебнем, шлаком или органическими вяжущими материа лами. Если в указанных уоловиях не принимать мер по укреплению обочин или вдоль краев покрытий не создавать укрепляющих боко вых полос, то возможно обламывание кромок покрытий.
|
§ 6. |
КАНАВЫ |
Для отвода поверхностных вод от дороги устраиваются боковые, |
||
водоотводные и нагорные канавы. |
|
|
Б о к о в ы е |
к а н а в ы |
(кюветы) . Боковыми канавами или |
кюветами называются канавы,непосредственно прилегающие к земля ному полотну. Эти канавы служат для отвода воды .стекающей во
21
время дождя |
и таяния снега с поверхности дороги и прилегаю |
|||
щей к ней местности. |
|
|
||
Боковые |
канавы устраиваются: |
|
||
1) |
при |
сооружении |
земляногополотнаввыемках; |
|
2) |
при |
сооружении |
земляногополотнав |
нулевых отметках; |
3) |
при |
сооружении |
земляногополотнав |
небольших насыпях |
срабочей отметкой до 0,6 м.
Заотой воды в боковых канавах недопустим. В случае застоя воды в канавах (необеспеченный водоотвод), последние становят ся источниками переувлажнения земляного полотна. Форма попереч ного сечения боковых канав выбирается в зависимости от назна чения дороги, способа производства земляных работ, характе ристики грунта и т .д . Чаще всего принимается трапецеидальная и треугольная формы сечений канав. В олучае принятия треуголь
ной формы сечения, боковые'канавы называются лотками. Трапеце идальная форма сечения канав принимается главным образом при возведении земляного полотна на водонепроницаемых грунтах и при плохих условиях поверхностного стока. Ширина трапецеидаль
ных канав по дну принимается 0,4 м, а глубина h |
0,7 - 0,8 м, |
|
Рис.12. Поперечные профили боковых канав |
(кюветов): |
|
|
а - трапецеидальный; б - треугольный |
|
|
считая от бровки |
насыпи (р и с.12). Откосам канав |
придают зало |
|
жение |
1 :1 ,5 , а в |
случае возведения земляного полотна в насыпи |
|
часто |
внутренний |
откоо устраивается с заложением 1:3,Треуголь- |
ная форма сечения канав принимается при возведении земляно го полотна в сухих местах с хорошим поверхностным стоком. Глу бина канав (лотков) принимается в это?д случае не менее 0,5 м. Откосы лотков принимаются 1 :3 , что дает возможность автомоби
лям, в случае необходимости съезжать с дороги. Треугольные лот ки способствуют уменьшению аварийности на дорогах. Треуголь ные лотки устраиваются также в случае устройства дороги в проч ном скальном грунте. Глубина лотков принимается при этом 0,3 ы,
внутренний откос 1:3 и внешний откос 1:1 |
- 1 |
:0 ,5 , в зависимости |
от рода грунта. |
|
|
На дорогах, расположенных в выемках, |
при |
гравелистых, щебе |
нистых или слабых, легко выветривающихся скальных породах, ка навы устраиваются трапецеидального сечения, с глубиной не ме нее 0,3 м и откосами 1 :1 .
В водопроницаемых гравелистых, щебенистых и песчаных грун тах, обеспечивающих быотрре впитывание вода в любое время года, канавы не делают.
Глубина канав назначается с учетом опыта эксплуатации до рог в данной местности, при проверке л необходимых случаях про пускной способности канав гидравлическим расчетом (в случае значительного притока воды к дороге).
Если на дороге сооружаются дренажные воронки (или дрены), то глубину кюветов принимают такой, чтобы низ воронок (или дрен) имел превышение над дном канавы не менее чем на 20 см.
Минимальный продольный |
уклон |
дна |
боковых канав принимается: |
в I - Ш климатических зонах |
0,005 |
и в |
1У, У климатических зонах |
0,003. При невозможности обеспечения указанных уклонов необхо димо предусматривать увеличение рабочей отметки насыпи земля
ного полотна |
над уровнем возможного застоя воды |
в соответствии |
с указаниями предыдущей главы. |
|
|
Вода из |
боковых канав должна сбрасываться в |
местные пони |
женные места рельефа не реже чем через 500 м. Если дорога про ходит по склону, то сброс воды из канавы, расположенной с на горной стороны, осуществляется с помощью перепускной трубы,уло женной под земляным полотном. В местах перехода дороги из выем ки в насыпь боковая канава с нагорной стороны сбрасывает воду в резерв, а с низовой стороны канава выводится на поверхность грунта в сторону от выемки (ри с.13)-.
Использование в системе дорожного водоотвода резервов предь-
23
Рис.13. Отвод воды из боковых канав при переходе дороги из выемки в насыпь
являет к их устройству ряд требований. Резервы у дороги закла дываются, как известно, для получения грунта на устройство зем ляного полотна в случае недостатка грунта, получаемого при со оружении кюветов. Резервы устраиваштоя с учетом требований ин струкции о порядке отвода и использования земель полосы отвода автомобильных дорог. Закладка резервов у дороги в насе'ленных пунктах не разрешается за исключением случаев, когда закладка резервов целесообразна по условиям вертикальной планировки мест ности. Резервы должны иметь правильную геометрическую форму, обеспечивающую необходимый внешний вид дороги. При наличии ко согора резервы закладываются с нагорной стороны, а на поймах рек - преимущественно с низовой стороны. Глубина резервов, рас полагаемых вдоль дорог, в зависимости от местных условий, до пускается до 1,5 м, с откосами от 1 :1 ,5 до 1 :3 . Расстояние от внешней бровки резерва до границы полосы отвода должно быть не менее I м. Для стока воды по резерву дно его по окончании зем ляных работ тщательно планируют с уклоном 0,02 в сторону'от на сыпи. Резервам, ширина которых превышает 6 м, придают вогнутый
24
профиль с уклоном к середине. При продольном уклоне резерва менее 0,005 для лучшего отвода воды в середине резерва устраи вается канава с шириной по дну 0,4 м. Вода из резервов отво дится канавами в водотоки или в водопропускные сооружения. В равнинной местности оброс воды из резервов возможен в погло
щающие |
колодцы |
и испарительные бассейны. |
|
|
В о д о о т в о д н ы е |
к а н а в ы |
предназначаются |
||
для отвода воды |
из боковых |
канав (кюветов), резервов и котло |
||
вин в |
сторону от |
земляного |
полотна (ри с.1 4 ). |
|
Сечение водоотводных канав обычно принимается равным сече нию тех канав, из которых отводится вода. В необходимых слу чаях производится гидравлический расчет канав. Глубина водо
отводных канав обычно |
бывает |
около 0,8 - |
I м, а |
в исключитель |
ных случаях достигает |
S s l,5 |
м. Канавы |
следует |
трассировать |
прямыми отрезками. В местах поворота и при сопряжениях с водо
токами водоотводные |
канавы устраиваются по плавной |
кривой |
||
радиусом 10 - 15 м. |
|
|
|
|
Н а г о р н ы е |
к а н а в ы |
устраиваются |
для |
перехвата |
поверхностных вод, |
стекающих по склону к дороге. |
Нагорные ка |
||
навы располагаются |
с верховой стороны от земляного |
полотна |
||
(р и с .15). |
|
|
|
|
Вода из нагорных канав сбрасывается к ближайшим водопропуск |
||||
ным сооружениям на |
дороге,в резервы |
и в пониженные |
места рельефа. |
Рис.14. Пример устройства водоотводных канав, предназначенных для отвода воды из придорожных котловин ("блюдец")
?.Ъ
Р ис.16. Расположение |
нагорных канав в поперечном профиле: |
а - |
у выемки; б - у насыпи |
сброс воды из нагорных канав в боковые канавы (.кюветы) не допу скается.Поперечное' сечение канав принимается трапецеидальным.За ложение откосов принимается в соответствии с видом грунтов,
чаще всего |
1 :1 ,5 . |
Расположение нагорных канав относительно |
зе |
||
мляного |
полотна |
в поперечном профиле показано на рис.16. |
|
||
Если |
нагорная |
канава располагается вдоль выемки,то |
во |
из |
|
бежание сползания грунта низовая кромка канавы должна распо |
|||||
лагаться |
от |
края |
выемки не менее чем на 5 м. В случае косогоров |
||
с уклонами |
положе |
чем 1 :5 , грунт из канавы используется |
для |
|
26
устройства невысокого валика (банкета) между выемкой и кана
вой (см .ри с.16,а ) . |
Банкет |
повышает безопасность дороги от |
за |
||
топления при переполнении |
канавы. При расположении канавы |
у до |
|||
роги в насыпи она располагается так , |
как показано на |
ри с.1 6 ,б. |
|||
Траосы нагорных |
канав |
выбираются |
с учетом уклонов |
местно |
сти , максимально допустимых уклонов (по условиям неразмываемости грунтов) и минимально допустимых уклонов. Минимально до пустимый уклон канав 0,002.
Сечение нагорных канав принимается трапецеидальным. Сечение должно быть достаточным для пропуска стекающей воды. В необхо димых' случаях размеры поперечного сечения канав устанавливают
ся |
в |
соответствии с гидравлическим расчетом. |
|
|
В |
отдельных случаях нагорные канавы могут проектироваться |
|
в |
два |
и |
более ряда. |
|
|
|
§ 7. УКРЕПЛЕНИЕ КАНАВ. ПЕРЕПАДЫ И БЫСТРОТОКИ |
|
При |
значительных продольных уклонах канав большая скорость |
течения воды в них может вызывать размыв дна и откосов. Размыв предотвращают укреплением русел канал (дна и откосов). К рабо там по укреплению приходится прибегать чаще всего при соору жении водоотводных и нагорных канав,, которые обычно пропуска ют значительно большие расходы воды, чем боковые канавы (кю веты ). В ряде случаев (пересеченная местность, легко размывае мые грунты) возникает необходимость в укреплении и кюветов. Укрепление обычно требуется при продольных уклонах канав бо лее 0;01 - 0,02 . В случае уклонов менее 0 ’,01 укрепление русел канав обычно не требуется.
Для укрепления канав применяют сплошную одерновку откосов,
укрепление дна и откосов мощением камнем, облицовку дна и огкооов бутовой кладкой на цементном растворе, укрепление дна и откооов грунтом, обработанным органическим вяжущим, и т .д . Некоторые варианты наиболее распространенных видов укреплений канав приведены на рис.17.
Выбор вида укрепления производят в соответствии с гидрав лическим расчетом по величине скорости движения воды в канавах. Допускаемые скорости движения воды в канавах при различных ви дах укрепления откосов приведены в приложении П. В тех слу чаях, когда сечение канав назначается не по гидравлическому расчету, вид укрепления ориентировочно можно принимать в зави-
27
дернины h=8-/0с м ^ |||Я § З Й ^ ^ ^ ^ ьп^ни^длиной |
|
||||
& |
|
Щебень или гравий слоем 840см |
|||
|
|
^________ О |
|
|
|
|
|
|
|
рамень 12-/6см |
|
в) |
|
|
Р*Г^"Слой м ха, сена,сомомы'З-бсм |
||
|
|
для предотвращения вымывания |
|||
— |
у |
_ 1 ^ г о с м |
1 а г 5 « ^ ^ Д р т |
w " ° |
|
|
|
|
'‘Грунт, обработанный вяжущим • |
||
|
|
Рис.17. Укрепление канав: |
|
||
а - оплошной |
одерновкой; б - |
мощением камнем; в - грунюм,обра |
|||
|
ботанным органическим вяжущим материалом |
||||
симости |
от продольного уклона |
канав |
по таб л .7. |
Таблица 7 состав |
|
лена на |
основании данных многолетней |
практики. |
|
Т а б л и ц а ? Виды укреплений канав в зависимости от их продольного
__________________________ уклона____________________________
Продольный талон канавы
Вид укрепления Песчаные, супес Суглинистые и чаные, лессовид глинистые грунты
ные грунты
Укрепление |
не производится ... |
До 0,01 |
До |
|
0,02 |
||
Одерновка |
........................................ |
0,01 |
- |
0,05 |
0,02 |
- |
0,03 |
Мощение камнем ............................. |
0,03 |
- |
0,05 |
0,03 |
- |
0,05 |
|
Перепады и .............. |
быстротоки |
Более |
|
0,05 |
Более |
|
0,05 |
Для предупреждения размыва канав, расположенных на местно сти с большими уклонами ( L > 0 ,0 5 ), сооружаются перепады и быстротоки (ри с.18). Для сооружения перепадов и быстротоков ис пользуются материалы: дерево, камень, бетон, железобетон и т .д . Участки-'канав, прилегающие к перепадам и быстротокам, укрепля ются каменной отмосткой. Перепады и быстротоки, значительные по размерам (в гористой и пересеченной местности), подлежат
28
Рис.18. |
Схема |
устройства |
перепадов и быстротоков: |
|
|
а |
- |
перепад; |
б - быстроток |
гидравлическому |
расчету |
по формулам неравномерного движения |
||
водного потока. |
|
|
|
|
П е р е п а д ы |
представляют собой сооружения в виде |
уступов о вертикальными или наклонными (под небольшим углом) стенками.Дну канав в месте устройства перепадов придается так же ступенчатая форма. При сливе воды с верхней ступени на ниж нюю происходит гашение энергии потока. С этой же целью в конце перепада иногда устраиваются водобойные колодцы - успокоители (для получения затопленного прыжка).В соответствии с местными условиями уотраиваются одноступенчатые и многоступенчатые перепады.В практике дорожного строительства особенно большое рас пространение имеют одноступенчатые перепады.Выооту стенки пере падов обычно принимают 0,3 - 0,5 м.Примеры конструкций односту
пенчатых перепадов приведены на рис.19. |
|
||
|
Многоступенчатые перепады уотраиваютоя при резком падении |
||
рельефа |
по трассе канав. Расстояния между отдельными уступами |
||
Ь в |
многоступенчатых перепадах можно получить из |
формулы |
|
(р и с .1 8 ,а ) . |
|
||
где |
h |
- высота стенки перепада; |
|
|
11 - уклон поверхности земли; |
|
|
|
Г2 - уклон дна канавы между уступами. |
|
|
|
Число ступеней в перепадах определяется из |
уравнения |
|
(р и с .1 8 ,а) |
|
н - Ы о
П —
h
29
|
|
|
^ j S S S P |
|
|
|
v N X елезо- |
|
|
|
(• бетон |
|
|
Рис.19. Конструкции одноступенчатых перепадов: |
|
а - из |
каменной |
кладки; б - из бетона или бутобетона; в - из |
|
|
|
|
сборных железобетонных элементов |
где п |
- |
число |
ступеней; |
Н - |
падение рельефа местности в месте устройства перепада; |
||
L |
- |
длина |
участка канавы с многоступенчатым перепадом. |
Б ы с т р о т о к и по конструкции представляют собой лотки с большими уклонами (ри с.1 8 ,б ). В нижней части быстро токов, так же как и в перепадах, может устраиваться водобой ный колодец - успокоитель. Материалы и конструкция быстротока должны обеспечить пропуск воды с большими скоростями. В связи с этим быстротоки сооружают из стойких прочных материалов, хо рошо сопротивляющихся износу и истиранию. При пропуске значи тельных расходов быстротоки устраиваются с повышенной шерохо ватостью. Необходимость в устройстве быстротоков обычно воз
никает на каналах в |
гористой и пересеченной местностях. |
§ |
8 . ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАНАВ |
Боковые, водоотводные и нагорные канавы, принимающие зна чительные расходы воды, подлежат гидравлическому расчету. Наи более часто рассчитываются водоотводные и нагорные канавы.Цель раочета состоит в определении размеров поперечных сечений канав и их продольных уклонов в соответствии с расходами воды, по ступающими в каналу. В рассчитываемых сечениях добиваются ра венства между величинами расчетного расхода и пропускной спо собности каналы при принятых размерах ее поперечных сечений и проектном уклоне дна: