8. Источники увлажнения и миграция влаги в земляном полотне. Система сооружений поверхностного и подзем. Водоотвода. Расчет отверстия водопропускных труб.

Зем.п. и д.о. постоянно подвергаются воздействию воды. При этом уменьшается прочность слоев д.о., возникают просадки, нарушается устойчивость обочин и откосов зем.п. Источниками увлажнения зем.п. явл.: дождевая вода и вода от таяния снега, приток воды с окружающей местности, капиллярное поднятие грунт. вод при промерз. в осенний период, конденса­ция водяных паров из воздуха и перемещение внутри зем.п. по пов-ти грунт. частиц. При полож. темпе. воздуха с пов-ти насыпи происходит интенс. испар-ие воды. В выемке этот процесс замедляется из^за того, что зем. п. наход. ниже пов-ти земли. Условия просыхания грунтов зем. п. очень неравномерны. Под влиянием притока воды в результате выпадения осадков зем.п. на некот.уч-ах подтопляется, уровень грунт. воды повышается, заполняются воздуш. поры в ниж. части зем.п. Грунт водонасыщается и теряет несущ. спос-ть, откосы обрушаются.

1 — длительно застаив. пов-ая вода; 2 — атмосф. осадки; 3 — парообр. и пленоч. вода; 4 — капил. вода

Особенно подвержены капил. поднятию воды пылев. грунты, где поднятие может достигать несколько метров. Для предохранения зем.п. от увлажнения поверх-ми и грунт-ми водами и обеспечения его устой-ти и проч­-ти предусматривают: попереч. уклон от оси дороги – п.ч., обочин и откосов зем.п.; устр-во боковых и нагорных водоотводных канав; поднятие конструкции зем.п. и д.о. над уровнем пов-ых и грунт-ых вод; устр-во изолирующих прослоек в верх. части зем.п. для предохранения д.о. от увлаж-ия ее грунт-ми водами; устр-во дренажей для отвода или понижения уровня грунт-ой воды.

Система поверхностного водоотвода

Система состоит из ряда мероприятий и сооружений, предназнач. для перехв. и отвода воды, поступ. к зем.п.

Для обеспеч-ия быстрого отвода поверх. вод, образующ. в рез-те осадков, необходимо п.ч. придать выпуклое очертание от середины к обочинам с поперечным уклоном 15-40 %₀ в зав-ти от вида покрытия, а обочинам - на 15-30 %„ больше уклона покрытия. При небольших прод. уклонах дороги вода с п. ч. перемещается ч/з обочины, а также частично вдоль кромки п. ч. ,а затем перемещает­ся по откосам зем. п.. На этих участках необходимо предусматривать водосбросные лотки из сборных ж/б элементов для устранения возможного размыва откосов зем. п.На участках дорог с прод. уклонами более 30 %„ для защиты обочин от размыва вдоль кромки п. ч. предусматри­вают прод. Ж.б.лотки для сбора и отвода воды, стекающей с проезжей части. Через каждые 50-100 м предусматривают сброс воды из лотков в ливневые водоприемные колодцы или же железобетонными лотками по откосам насыпи с последующим сбросом воды в боковую канаву.

Для отвода и сбора воды в выемках и вдоль невысоких насыпей предусматривают устройство боковых канав .Боко­вые канавы способствуют быстрому осушению зем.п..Попереч. сечение боковых канав может быть трапецеидальным . Ширина канавы по дну - 0,4 м. Откосы канав имеют крутизну 1:1,5, а у насыпей внутренний откос канав может иметь крутизну 1:3 и 1:4. Мин. допуск. прод. уклон дна канав составляет 5 %о.

Глубину канав в выемках назначают так,чтобы дно канавы было ниже низа песчаного дополнительного слоя на 20 см. Это необходимо для осушения дополнительного слоя и отвода воды в выемке.

Во избежание переполнения боковых канав рекомендуется воду из них сбрасывать через каждые 400-500 м. Для сброса воды применяют водоотводные канавы. При прод. уклонах дна канавы до 10 ^о/_оо ее укрепляют засе­вом трав; при уклонах от 10 до 30 ^о/ дно- щебнем грунтом, обработанным вяжущим, одиночным мощением; при уклоне от 30 до 50 ^о/_оо откосы и дно канав укрепляют ж/б плитами .

В степных районах, в равнинной местности, где нельзя отвести воду от дороги по боковым водоотводным канавам, в стороне от дроги устраивают испарительные бассейны. Испарительный бассейн представляет собой котлован или боковой резерв, из которого был взят грунт для земляного полотна. Испарительные бассейны устраивают в IV и V климатических зонах. Глубина бассейна не должна превышать 0,4 м, что необходимо для предотвращения заболачивания быстрого испарения воды.

Система сооружении подземного водоотвода.

Система сооружений подзем. водоотвода предназначена для перехвата грунтовой воды или понижения уровня грунт. вод с последующим отводом воды.Перехватывающий дренаж устраивают на откосах выемок, где скрываются водоносные слои. В результате этого откосы выемок не разрушаются и находятся в сухом состоянии.

Понижающий дренаж устраивают в выемках, на участках боковых канав ниже дна канавы, когда уровень грунтовой воды находится очень близко к конструкции дорожной одежды. Водоносный слой в выемке не вскрывается, однако уровень грунтовой воды находится близко к покрытию. В процессе работы дренажа уровень грунтовых вод под д.о. понижается, образуется осу­шенная зона.

Для отвода воды из конструкции дорожной одежды используется нижний слой основания – дополнит. слой из песка, гравия, щебня и других дренирующих материалов. Вода из песчаного слоя отводится через откосы насыпи в боко­вую канаву.

Расчет отверстия водопропускных труб.

Расчет расхода от ливневых вод. а_ч – часовая интенсивность дождя, мм/мин;K_t – коэффициент перехода от интенсивности часовой продолжительности к интенсивности расчетной продолжительности;F – площадь водосборного бассейна, км²;а - коэффициент потери стока;φ – коэффициент редукции;

Расчет расхода от талых вод К_О – коэффициент дружности половодья К_О=0,018;h_Р – расчетный слой суммарного стока, мм;F – площадь водосборного бассейна, км²;n – показатель степени;δ₁,δ₂ – коэффициенты озерности и заболоченности.

Выбор типа и отверстия водопропускных сооружений зависит от расхода воды, режима их работы, высоты насыпи.Различают следующие режимы работы труб: безнапорный режим - входное отверстие не затоплено.полунапорный режим - на входе труба работает полным сечением; входное отверстие затоплено, но на остальном протяжении поток в трубе имеет свободную поверхность

напорный режим - входное отверстие затоплено и на большей части длины труба работает пол­ным сечением

9. Учет местных условий и снегозан-ти, при выборе направления трассы. Пересечение водотоков и преодоление подъемов. Расчет объемов земляных работ.

Снегопринос - количество снега, приносимого на 1 пог. м дороги за единицу времени.

Пересечение водотоков

Соврем. технич-ие усл-ия проектир-ия дорог имеют некоторые ограничения:для малых и средних мостов и водопропускных труб под насыпями подчиняя их расположением требований плавности трассы и допуская их устройство при любых сочетаниях элементов плана и продольного профиля.

Чем выше категория дороги тем более оправдан отказ от изменения трассы дороги ради  пересечения водотока несмотря на неизбежность осложнения конструкции этих сооружений и процесса строит-ва.

Конструкция мостов строящихся на кривых должна отвечать всем требованиям к плану и поперечному профилю криволинейных участков дорог в отношении устройства виражей, уширений и введения переходных кривых.Выбор места перехода через большие водотоки связан с неизбежным отклонением от воздушной линии и по этому место мостового перехода через большие реки следует рассматривать как контрольную точку трассы.

Преодоление подъемов и развитие линии по склонов

Участки уклоны которых превышают предельно допустимые по техническим условиям преодолевают двумя способами: 1)прямой подъем по косогору продольным уклоном с устройством высокой насыпи внизу и глубокой выемки на верху.2)с отклонением от воздушной линии в сторону и проходом по косогору с тем же уклоном, но при малых объемах зем. работ. При этом происходит удлинение трассы. Пробег авто увелич-ся и экономия полученная во время строит-ва дороги с течением времени получается возросшими издержками на эксплуатацию. Первый применяют на дорогах I-III категории. Второй на дорогах низких технических категорий с низкой интенсивностью движения.

Расчет объемов земляных работ.

Для составления проекта дорог, выбора типа дорож. машин и оценки стоимости строит-ва должны быть опред-ы объемы зем. работ, которые требуется выполнить при возведении зем. п. на отдельных уч-ах и дороги в целом.Объемы земляных работ подсчит-ся на основе вписанных рабочих отметок на прод. профиле.

Объемы земляных работ определяют по формуле:

для насыпи для выемки

- площадь поперечного сечения земляного полотна в начале и в конце участка.L – расстояния м.у. этими сечениями.

- коэффициент уплотнения грунта