1703

ном и через 150…200 м – при треугольном сечении кювета. Если дорога проходит по склону для вывода воды из канавы, расположенной с нагорной стороны, под земляным полотном сооружают перепускные трубы. Перед выемкой воду из боковых канав следует всегда отводить в сторону. В местах перехода из выемки в насыпь канавы отводят с нагорной стороны в резерв, а с низовой выводят в сторону от выемки с надлежащим укреплением.

При водопроницаемых песчаных, щебенистых, каменистых и гравелистых грунтах, обеспечивающих быстрое впитывание воды в любое время года, водоотводные канавы не делают.

Если на возведение насыпи не хватает грунта из боковых канав, их расширяют и углубляют. В этом случае их называют резервами или кюветами-резервами (рис. 7.3). Ширина и глубина резерва определяется количеством грунта, необходимого для возведения насыпи требуемого размера, но глубина не может быть более 1,0 м. Если при этом разница отметок бровки земляного полотна и дна резерва превышает 4 м, то между подошвой откоса насыпи и бровкой резерва устраивают бермы не уже 2 м с поперечным уклоном 20 ‰ в сторону резерва для обеспечения стока воды. Бермы увеличивают устойчивость насыпи и в период строительства и ремонта дороги могут использоваться для проезда. Дно резерва выполняют с поперечным уклоном 20 ‰ от дороги и продольным уклоном не менее 5 ‰. При меньшем продольном уклоне в середине резерва делают канаву шириной по дну 0,4 м. При ширине резерва по дну более 6 м его дно устраивают с двускатным поперечным профилем с канавой в середине резерва шириной 0,4...0,5 м.

131

Рис. 7.3. Поперечные сечения резервов и кювет-резервов:

а – односкатный резерв; б – двускатный резерв; в – кювет-резерв; 1 – насыпь, 2 – берма, 3 – канава

Если дорога проходит по косогору, боковые канавы (резервы) делают только с нагорной стороны. В этом случае они служат также для перехвата и отвода воды, стекающей к дороге со склонов. Если надобности в резервах нет, воду со склонов перехватывают и отводят в ближайшие пониженные места местности, устраивая нагорные канавы (рис. 7.4).

132

Рис. 7.4. Водоотводные устройства на косогорах: а – перед насыпью; б – перед выемкой;

1 – нагорная канава; 2 – банкет; 3 – боковая канава; 4 – насыпь; 5 – резерв (кавальер); 6 – забанкетная канава; 7 – выемка

Нагорные канавы следует устраивать при поперечном уклоне местности (крутизне косогора) 1:50 и более. При расчете боковых и нагорных канав устанавливаются необходимые параметры поперечного сечения канавы, которые способны обеспечить пропуск расчетного расхода воды Qр (м3/с). Для этого канавы разбивают на участки длиной по 100 м и менее, и для каждого участка подбирают размеры поперечного сечения. Расчетный расход принимают равным сумме расхода ливневых вод Qл с площади водосбора рассматриваемого участка канавы и расхода воды Qв, притекающей к данному участку с вышерасположенных участков канавы:

Qр=Qл+Qв. (7.1)

Расчет начинают с участка, расположенного у стока канавы, и ведут последовательно по всем участкам к ее устью. Для первого участка Qв1=0, для второго участка Qв2=Qр1, где Qр1 – расчетный расход воды для первого участка; для i-го участка Qвi = Qр(i–1).

133

Таблица 7 . 2 Продольные уклоны водоотводных канав.

При значительных уклонах местности по направлению канавы (более 50 ‰) во избежание высоких скоростей течения воды продольному профилю дна канавы придают ступенчатое очертание, устраивая перепады из сборных железобетонных элементов, монолитного бетона, каменной кладки или гравийной засыпки (рис. 7.5). Прилегающие к перепаду участки дна канав укрепляют мощением. Между перепадами дну канав придают уклоны, не требующие укрепления или соответствующие принятому типу укреплений.

Расстояние между перепадами l (м) и их количество n:

где h – высота стенки перепада (принимается до 0,3…0,5 м);

i, i0 – соответственно продольный уклон поверхности земли по трассе канавы и дна канавы между перепадами.

i0 1

1,0 – 1,2 м

Рис. 7.5. Устройство перепада из сборного железобетона: 1 – мощение; 2 – сборные железобетонные элементы; 3 – бетонные стенки

Для отвода воды с поверхности проезжей части и разделительной полосы внегородских автомобильных дорог I–III категорий могут применяться при уклонах местности более 50 ‰ прикромочные, дождеприёмные и откосные водосборные лотки с водобойными устройствами на выходе из

135

них. Как правило, эти сооружения устраивают из типовых сборных железобетонных блоков, а в отдельных случаях – из монолитного бетона.

Прикромочные лотки располагают вдоль кромки проезжей части или остановочной полосы дороги. Они имеют треугольное поперечное сечение шириной 75 (50) см и глубиной 7…9 см. Из прикромочных лотков воду отводят в откосные водосборные лотки дождеприемными лотками, также состоящими из типовых элементов. Из дождеприемных лотков воду сбрасывают лотками-быстротоками. Для предохранения подошвы насыпи от размыва в конце этих лотков устраивают укрепленные бетонными плитами (размером 49×49×8 см) площадки шириной по 2 м, за которыми устанавливают бетонную стенку в качестве гасителя энергии потока воды.

Вравнинной местности степных районов IV–V дорожно-климати- ческих зон, когда нельзя отвести воду от дороги по боковым и водоотводным канавам в естественные понижения рельефа, устраивают в стороне от дороги испарительные бассейны. Эти бассейны представляют собой котлованы, вокруг которых делают земляные валики для того, чтобы

преградить доступ в них воды с окружающей местности. Емкость одного бассейна 200...300 м3, глубина до 1,5 м. Уровень воды в бассейне должен быть на 0,6 м ниже бровки земляного полотна. В качестве испарительных бассейнов можно использовать и резервы глубиной до 0,4 м, которые располагаются на большем расстоянии от дороги, чем обычно.

Внаселенных пунктах, если позволяют гидрогеологические условия, могут устраиваться водопоглощающие колодцы. Такой колодец представляет собой вертикальную выработку размером в плане 1,0×1,0 м, глубиной до 3 м и более, дно которой достигает водопоглощающего слоя. Колодец располагается в понижении не ближе 10 м от полотна дороги и заполняется дренирующим каменным материалом. Для подвода воды к колодцу устраивают канаву. Вокруг колодца создают валик, предотвращающий попадание воды с прилегающей местности.

7.2. Проектирование подземного водоотвода

Для предохранения земляного полотна от воздействия грунтовых вод необходимо размещать основание дорожной одежды на достаточной высоте над уровнем грунтовых вод. В тех случаях, когда это невозможно сделать, внутри полотна устраивают изолирующие или прерывающие перемещения влаги прослойки. Эти прослойки располагают по всей ширине земляного полотна, на глубине от поверхности покрытия 0,5…0,8 м, но не менее чем на 0,2 м выше уровня грунтовой воды. Изолирующие прослойки устраивают из водонепроницаемого материала (например, слой грунта толщиной до 5 см, обработанного битумом или дегтем).

Для капиллярно-прерывающих прослоек применяют хорошо фильтрующий материал (гравий, крупнозернистый песок) толщиной 12…20 см.

136

Сверху и снизу устраивают противозаиливающие слои из мха, дерна или соломы, которые предохраняют фильтрующий материал от проникновения в него грунта земляного полотна.

Для понижения уровня грунтовых вод выполняют открытые канавыосушители, заглубленные в водоносный слой грунта, или закрытые сооружения-дренажи. Канавы-осушители устраивают шириной до 1 м с вертикальными стенками, укрепленными распорными рамами из сборного железобетона или из деревянных деталей. Эти канавы-осушители обычно совмещают с кюветами.

Типичным примером дренажа является подкюветный дренаж (рис. 7.6). В простейшем случае дренажная канава заполняется снизу крупнозернистым дренирующим материалом (гравий или щебень). Сверху дренирующий материал обкладывается более мелким материалом, а затем песком, которые предохраняют дренаж от засорения. Сверху устраивают изолирующие слои (два слоя дерна корнями вверх или 3 см грунта, обработанного битумом), а затем производят засыпку (обычно утрамбованная глина). Лучше работает дренаж, в котором вместо каменной наброски укладывают трубы керамические, бетонные или асбоцементные с небольшими отверстиями в стенах для приема воды. Дренаж отводит воду, просачивающуюся из прилегающего грунта, образуя, вблизи себя осушенную зону. Поверхность грунтовых вод около дренажа понижается.

Рис. 7.6. Устройство подкюветного дренажа:

1 – земляное полотно; 2 – кювет; 3 – щебень, втрамбованный в грунт; 4 – труба диаметром 15…20 мм; 5 – щебень или гравий крупностью 40…70 мм;

6 – щебень или гравий крупностью 5…10 мм; 7 – крупнозернистый песок; 8 – два слоя дерна корнями вверх или 3 см грунта, обработанного битумом; 9 – утрамбованная глина

137

При расположении дороги в выемке иногда устраивают откосные дренажи (рис. 7.7), предназначенные для перехватывания потока грунтовых вод в водоносных прослойках. Водонепроницаемый экран выполняется на всю высоту водоносного слоя.

Устройство дренажей является дорогой и трудоемкой работой, поэтому к нему прибегают лишь в исключительных случаях. При трассировании дороги в плане ее стремятся по возможности располагать в местах, не требующих специальных мер по водоотводу.

Рис. 7.7. Устройство откосного дренажа:

1 – водоносная прослойка; 2 – доска; 3 – труба с отверстиями; 4 – водонепроницаемый экран из мягкой глины; 5 – крупный щебень;

6 –мелкий щебень и песок; 7 – изоляция; 8 – засыпка

В тяжелых суглинистых и глинистых грунтах, медленно отдающих влагу, применение дренажей вообще не целесообразно.

Порядок проектирования системы дорожного водоотвода

иисходные данные

1.Форму поперечного сечения и начальные параметры боковых канав принять по табл. 7.3.

2.Коэффициент заложения внутреннего откоса боковых канав принимается таким же, как и коэффициент заложения откоса насыпи.

3.Параметры нагорных канав: глубина не менее 0,6 м, ширина по дну не менее 0,3 м, коэффициент заложения откосов 1:1,5.

4.Район строительства, вид грунта, дорожно-климатическая зона, тип местности принимаются соответственно по табл. П1.3, П1.4 прил. 1 и прил. 4, 5.

5.Расход ливневых вод Qл определяется по методике, изложенной в разд. 3.

138

6.На участках насыпей при 1 и 2 типах местности по характеру увлажнения следует предусмотреть боковые резервы.

7.Запроектировать боковые и нагорные канавы, кюветы, перепады (если требуется) и заполнить соответствующие графы пояснительной сетки продольного профиля. Параметры водоотводных сооружений занести в табл. 7.3.

Таблица 7 . 3

8. Запроектировать (при необходимости) систему подземного водоотвода.

139

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для выполнения курсового проекта по дисциплине «Пути сообщения, технологические сооружения» студентам необходимо выполнить большой объем работ по проектированию основных элементов путей сообщения и их инженерного обустройства.

Авторы данного учебного пособия поставили перед собой задачу систематизировать и представить известные материалы по рассматриваемым вопросам в объеме, предусмотренном образовательным стандартом направления подготовки бакалавров 190700 «Технология транспортных процессов».

Пособие состоит из двух книг: кн. 1. Проектирование путей сообщения; кн. 2. Оборудование и обустройство путей сообщения.

Теоретический материал сопровождается примерами и справочными сведениями, позволяющими студентам в полной мере понять методику, последовательность, правила выполнения и оформления текстовой и графической частей проекта.

Список рекомендуемой литературы включает нормативно-справочные и учебные издания, которые отражают современный уровень науки и практики в области проектирования путей сообщения и технологических сооружений. Указанная литература позволяет студентам более подробно ознакомиться с решением вопросов, рассмотренных в пособии.

Последовательность, системность, аргументированность и доступность изложения материала облегчает самостоятельную работу студентов по выполнению данного проекта. Кроме того, студент знакомится с методикой и практикой организации курсового проектирования по другим смежным дисциплинам.

В пособии использован собственный опыт авторов в преподавании и организации учебного процесса по дисциплине «Пути сообщения, технологические сооружения» в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства.

140