2) Сооружение земляного полотна из крупнообломочных грунтов, отходов промышленного производства, песков, непылеватых супесей и суглинков.
3) Устройство гидроизолирующих слоев из полиэтиленовой пленки, тонкого слоя грунта, обработанного битумом, гидроизола и других материалов, устойчивых к агрессивному воздействию грунтовых вод. Устройство гидроизоляционных слоев применяется для различных гидрогеологических условий, например, при глубоком залегании грунтовых вод. Для улучшения водно-теплового режима в активной зоне целесообразно ниже ее глубины заложить гидроизоляцию. Гидрофобизация грунтов активной зоны – это укрепление грунтов активной зоны органическими и минеральными вяжущими, высокомолекулярными соединениями и другими материалами, обеспечивающими гидрофобность грунтов. Этот способ перспективен для улучшения водно-теплового режима.
4) Устройство в теле земляного полотна капилляропрерывающих прослоек из щебня, щебеночно – песчаных или гравийно – песчаных смесей. Для обеспечения незбивания зернистого слоя в процессе эксплуатации рекомендуется его обертывание геотекстильным материалом (термоскрепленным дренирующим геотекстилем и т.п.). Регулирование водно-теплового режима за счет рационального конструирования одежды и устройство капилляропрерывающих прослоек особенно эффективно при глубоком залегании грунтовых вод, когда преобладает парообразный источник увлажнения. В таком случае рационально располагать паронепроницаемые слои в дорожной конструкции.
5) Устройство теплоизолирующего слоя из пенопласта, пеностирола, газобетона, пенобетона пеностекла и других теплоизоляционных материалов, с морозостойкостью не ниже требований норм для оснований. Устройство морозостойких, а также теплоизолирующих слоев – эффективная мера при регулировании водно-теплового режима в районах с глубоким сезонным промерзанием грунтов и их интенсивным вспучиванием при наличии вечномерзлых льдонасыщенных грунтов, оттаивание которых может вызвать большую осадку. Снижение температурных градиентов в активной зоне способствует также уменьшению интенсивности миграции влаги. Эффективность этого мероприятия увеличивается для участков с преобладанием термодифузии водяного пара в общем балансе миграционного процесса.
6) Дренирующие слои в основании дорожной одежды следует предусматривать при земляном полотне из глинистых грунтов и пылеватых песков в случаях, предусмотренных п. 4.3 Документа. Отвод избыточной воды путем устройства дренажного слоя (плоскостной дренаж) – распространенный способ улучшения водно-теплового режима, применяется в основном в зоне избыточного увлажнения на участках с третьим типом местности, реже со вторым и мало эффективен на участках с первым типом.
7) В большинстве случаев, особенно на морозоопасных участках, рациональным является устройство верхней части земляного полотна из дренирующего материала, без специальных водоотводящих устройств, выполняющего функции морозозащитного слоя.
8) При большом количестве, подлежащей отводу воды (более 0,005 … 0,007 м3/(м2 сут)), а также в выемках, в местах с нулевыми отметками и на участках невысоких насыпей целесообразным является устройство продольных трубчатых дрен у краев проезжей части с поперечными выпусками (расчет на осушение).
9) При невозможности отвода поступающей воды в пониженные места следует предусматривать его поступление в колодец и последующую откачку насосами. Плавающий актюатор (поплавок) приводит в действие насосы. Чтобы поддерживать в колодце безопасный уровень воды. В исключительных случаях следует предусматривать длительное размещение воды в корыте из пористых песчаных слоев большой толщины (расчет на поглощение). Для повышения расчетных характеристик грунтов (модулей упругости, угла внутреннего трения, удельного сцепления) для гидрогеологических условий 3-го типа необходимо приведение их ко 2-му типу путем осушения, понижения уровня подземных вод и других инженерных мероприятий.
10) Выбор того или иного мероприятия по регулированию водно-теплового режима должен обосновываться технико-экономическими расчетами.
4.14 Гидроизолирующие и капилляропрерывающие прослойки.
Гидроизолирующие прослойки представлены двумя типами:
-устраиваемые в один слой гидроизолирующие материалы типа гидроизол, полиэтиленовая пленка, колетанш, плоский геокомпозит;
-устраиваемые в виде "обоймы в грунте".
Второй тип, помимо функции устранения влияния грунтовых вод, выполняет также функций несущего слоя дорожной одежды.
Капилляропрерывающие прослойки также представлены двумя типами:
-устраиваемые из щебеночно – и гравийно – песчаных смесей с противозаиливающими прослойками из шлаков ТЭЦ, чистых высевок, отходов асбестовой промышленности и т.п.;
-устраиваемые из щебня изверженных пород с противозаиливающими прослойками из тех же материалов, что и в первом типе.
Область применения гидроизолирующих и капилляропрерывающих прослоек определяется из условия обеспечения 1 и 2 схемы увлажнения земляного полотна и уточняется на основании технико-экономического сравнения с другими конструктивными вариантами устройства земляного полотна.
5 Методика расчета плоскостного горизонтального и поперечного дренажей
5.1 Методика расчета плоскостного горизонтального и поперечного дренажей с использованием дополнительных песчаных слоев основания
5.1.1 При расчете дренажной системы определяется требуемая толщина дренирующего слоя из дискретных материалов. В районах сезонного промерзания грунтов учитываются два расчетных этапа работы дренажных конструкций:
-первый – для периода, когда основание дорожной одежды под серединой проезжей части уже оттаяло, дренирующий слой у ее краев находится в мерзлом состоянии, а водоотводящие устройства не работают;
-второй – для времени, когда дренирующий слой полностью оттаял, и водоотводящие устройства начали нормально функционировать.
5.1.2 В зависимости от конкретных условий дренажная конструкция может быть рассчитана на один из трех вариантов работы:
-осушение;
-осушение с периодом запаздывания отвода воды;
-поглощение.
5.1.3 Полную толщину дренирующего слоя определяют по формуле (1)
hn = hнас + hзап, (1)
где hнac – толщина слоя, полностью насыщенного водой, м;
hзап – дополнительная толщина слоя, зависящая от капиллярных свойств материала;
hзап = 0,10 0,12 м для песков крупных, hзап = 0,14 0,15 м – средней крупности и hзап = 0,18 0,20 м – мелких.
Во всех случаях полную толщину дренирующего слоя следует принимать не менее 0,20 м.
5.1.4 Для дренирующего слоя, работающего по принципу осушения, hнас устанавливают по номограммам (рисунки 3, 4 и 5) в зависимости от длины пути фильтрации L и расчетной величины притока воды qp в дренирующий слой за сутки на 1 м2, определяемого по формуле (2)
qp = q · Knк · Кг · Кр · Квог · 1000, м3/(м2 сут), (2)
где q – осреднённое (табличное) значение притока воды в дренирующий слой при традиционной конструкции дорожной одежды, отнесённое к 1 м2 проезжей части, м3/(м2 сут) (таблица 3);
Knк - коэффициент «пик», учитывающий неустановившийся режим поступления воды из-за неравномерного оттаивания и выпадения атмосферных осадков (таблица 4);
Кг – коэффициент гидрологического запаса, учитывающий снижение водопроницаемости дренирующего слоя в процессе эксплуатации дороги (таблица 4);
Кр - коэффициент, учитывающий снижение притока воды при принятии специальных мер по регулированию водно-теплового режима (таблица 5);
Квог – коэффициент, учитывающий накопление воды в местах изменения продольного уклона, определяемый при одинаковом направлении участков профиля у перелома по номограмме (рисунок 5), а при встречных уклонах – по эмпирической формуле (3)
, (3)где Кф – коэффициент фильтрации, м/сут;
Тзап – время запаздывания, сут;
i1 и i2 – абсолютная величина уклонов, доли единицы;
n – п ористость дренирующего слоя, доли единицы.
При односкатном поперечном профиле q = qpB, м3/(м сут); при двухскатном q = 0,5qpB, м3/(м сут); B - ширина проезжей части, м; L - длина пути фильтрации, равная половине ширины дренирующего слоя при двухскатном профиле и полной его ширине - при односкатном, i - поперечный уклон низа дренирующего слоя.
Рисунок 3 – Номограмма для расчёта толщины hнас дренирующего слоя из песков мелких, средней крупности и крупнозернистых с коэффициентом фильтрации менее 10 м/сут
