Закрытый дренаж (рисунок 22) состоит из уложенной в грунте дрены – трубы (гончарной, керамической, бетонной или деревянной), в стенах которой устраивают отверстия для приема воды. Нередко вода поступает в эти трубы в стыках между звеньями, которые укладываются концами на специальные подкладки, исключающие смешение одного звена относительно другого. Чтобы труба не засорялась грунтом, её окружают пористой засыпкой, крупность которой уменьшается по направлению к стенкам траншеи. Пористая засыпка собирает притекающую из грунта воду, которая стекает по трубе. В некоторых случаях вместо трубы устраивают каменную засыпку.
а - продольная труба; б - приёмная часть поперечной трубы; в - то же, в плане;
1 - обочина; 2 - слои дорожной одежды; 3 - песчаный слой
Рисунок 21 – Дренажные трубки, укладываемые в песчаный слой
а - с каменной (фильтрующей) засыпкой; б - с дренажной трубой; 1 - утрамбованная глина; 2 - два слоя дёрна, корнями вверх, или 3 см грунта, обработанного битумом; 3 - крупнозернистый или среднезернистый песок; 4 - щебень или щебеночно – гравийно – несчаная смесь крупностью 5-10 мм; 5 - то же, 40-60 мм; 6 - щебень, утрамбованный в грунт; 7 - керамическая или асбоцементная труба диаметром 15-20 см; 8 - кривая депрессии; 9 – водоупор
Рисунок 22 – Поперечные сечения закрытого дренажа
Дренажи можно использовать как для понижения уровня грунтовых вод, так и для перехвата грунтовой воды, притекающей к дороге со стороны. Осушающее действие дренажей заключается в том, что при заглублении в грунт, ниже уровня грунтовых вод, труба или канава отводит воду, которая просачивается из прилегающей части грунта, в результате чего вблизи от дренажа образуется осушенная зона.
8 Особенности проектирования дренажа реконструируемых дорог
8.1 При проектировании реконструкции дороги дренажные сооружения необходимо назначать с учетом состояния старой дороги и ее дренажной системы, а также принятых технических решений по перестройке – усиление дорожной одежды, усиление с расширением, полная перестройка.
Если новую дренажную систему предусматривают в рамках расширения проезжей части и обочины, то для усиления фильтрации воды в старом подстилающем слое необходимо новый дренирующий слой устраивать с углублением по отношению к низу старого (рисунок 23).
а)
б)
в)
а) со сплошным водоотводящим слоем; б) с продольными трубчастыми дренами; в) с продольными трубчастыми дренами в выемке
1 - существующая дорожная одежда; 2 – новое покрытые; 3 - то же самое, основание; 4 - укрепляющая полоса; 5 - новый дренирующий слой на всю ширину земляного полотна или песчаный, хорошо фильтрующий грунт обочины; 6 - укрепление обочины; 7 – засев травами; 8 - углубление старого песчаного слоя, равное (0,6-0.8)·hk, в метрах, где hk - высота капиллярного покрытия в песке старого слоя; 9 - новый дренирующий, слой при уширении проезжей части; 10 – выходной оголовок выпуска дренажа; 11 - бетонные плиты; 12 - трубчатый выпуск из дрен; 13 - фильтрующая обсыпка; 14 - продольная трубчатая дрена
Рисунок 23 – Размещение дренажа на реконструируемых дорогах
8.2 На участках, где дренирующий слой под каменной частью дорожной одежды устроен только на ширину проезжей части, рациональна конструкция нового дренажного сооружения, в котором для отвода воды служит песчаный слой, снова заключенный на всю ширину обочины.
8.3 На участках, где в существующей дорожной одежде нет песчаного слоя (или песок заилился так, что потерял фильтрующие свойства), новый дренирующий слой нужно устраивать в пределах расширенной проезжей части тротуаров или полосы укрепления и обочин с некоторым углублением относительно низа старой одежды (но не менее 5 см), если для обеспечения необходимой прочности части одежды, которая расширяется не нужно более толстый слой песка.
8.4 На участках полной перестройки дорог и значительного повышения существующих отметок земляного полотна мероприятия по обеспечению осушения активной зоны и новой одежды существенно не отличаются от принятых при новом строительстве.
8.5 В выемках и на участках с нулевыми отметками при неблагоприятных почвенно-гидрологических условиях, которые содействуют значительному притоку воды в основание проезжей части, для быстрого отвода воды из дренирующего слоя может быть применен продольный дренаж с трубчатыми поперечными выпусками.
8.6 Принципы расчета дренажного слоя улиц и городских дорог, которые реконструируются, такие же, как и при новом строительстве. Необходимо обеспечить временное размещение воды в начале весны и своевременный ее отвод на следующей стадии (рисунок 24).
1 - труба диаметром 80-150 мм или трубофильтр диаметром 50-И 00 мм; 2 - бетонная подготовка, бетон марки М100; 3 - щебень или щебеночно – гравийно – несчаная смесь крупностью зерен 5-10 мм; 4 - конструкция тротуаров; 5 - бортовой камень; 6 - бетон марки М200; 7 - конструкция проезжей части дорожной одежды
Рисунок 24 – Схема устройства сопутствующего дренажа мелкого закладывания в выемке (углубленный продольный переток с трубчатой дреной)
Для отвода поверхностных вод возможно использование лотков (ІІ – ІІІ ДКЗ) или слоя дренирующего асфальтобетона (IV – V ДКЗ) (рисунок 25).
8.7 При значительных продольных уклонах необходимо предусматривать меры по прекращению движения воды в дренирующем слое по уклону.
1 - слой дренирующего асфальтобетона; 2 - асфальтобетонные слои основания; 3 - слой основания из тощего бетона; 4 - песок, укрепленный цементом; 5 - цементобетон; 6 - трубофильтр; 7 - фильтрующая обсыпка; 8 - бетон марки М200;
9 - бортовой камень; 10 - конструкция тротуара; 11 - лоток
Рисунок 25 – Схема отвода воды из слоя дренирующего асфальтобетона
Приложение А Примеры расчета дренирующего слоя
Пример 1
Исходные данные
1. Участок дороги III технической категории расположен в Московской области.
2. Высота насыпи составляет 1,5 м, толщина дорожной одежды, включая морозозащитный слой – 1,10 м.
3. Толщина морозозащитного слоя из мелкозернистого песка 0,50 м, коэффициент фильтрации Кф = 2,1 м/сут, пористость n = 0,32.
4. Схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна – III.
5. Грунт насыпи и естественного основания – супесь пылеватая.
6. Уклон дренирующего слоя i = 0,03.
Требуется оценить возможность работы морозозащитного слоя как дренирующего.
Расчет
1. Поскольку коэффициент фильтрации песка достаточно высок, дренирующий слой рассчитывают на осушение.
По таблице 3 находят удельный приток воды во II ДКЗ для 3-й схемы увлажнения q = 3,5 10-3 м3/(м2·сут). По таблица 4 Кп = 1,6; Кг = 1,0. Ввиду отсутствия переломов продольного профиля на участке, а также специальных мероприятий по уменьшению притока, Квог = 1; Кр = 1.
2. По формуле (2) расчетный приток воды в дренирующий слой составляет qp = qKпКг:1000 = 3,51,61,0:1000 = 0,0056 м3/(м2·сут).
3. Для расчета используют номограмму (рисунок 3).