Водоотводные и водопропускные сооружения на автомобильных дорогах играют очень важную роль в обеспечении устойчивости земляного полотна. В перечень этих сооружений входят мосты, водопропускные трубы, боковые водоотводные канавы (кюветы, перепускные трубы, водоотводы разных конструкций (дренажи мелкого заложения, лотки и быстротоки для отвода воды из лотков проезжей части (при наличии бортового камня), дренажные трубки для отвода воды весной из-под дорожной одежды). Назначение у всех этих сооружений одно — отвести поверхностные воды от (и из) тела земляного полотна грунтовые, из местного грунта. Тип грунта определяет величину неразмывающей скорости водного потока в канаве и коэффициент гидравлической шероховатости ее стенок. Грунтовые дно и стенки позволяют воде фильтроваться из прилегающих массивов грунта (из тела земляного полотна и соседних с дорогой массивов) в канаву — в случае притока воды: во время дождей, при таянии снега, оттаивания земляного полотна.
В целях защиты боковых канав от разрушения текущей водой (обычно на участках со значительными продольными уклонами) укрепляют дно и стенки не- размьгаающими материалами, обычно цементобетоном (рис. 2).
и тем самым обеспечить его прочность и устойчивость. Количество водоотводных и водопропускных сооружений на автомобильных дорогах измеряется десятками тысяч, а протяженность боковых водоотводных канав измеряется сотнями тысяч километров.
Водоотводные и водопропускные сооружения рассчитываются на пропуск водных потоков с проектным (расчетным) расходом. С этой целью разными методами, в зависимости от вида сооружения, определяется расчетный приток воды в расчетный период года, и регламентируются условия протекания потока: его глубина, форма и площадь поперечного сечения, скорость течения воды, гидравлическая шероховатость дна и боковых стенок и другие необходимые параметры, влияющие на уровень (степень) и продолжительность подтопления земляного полотна.
|
УГВ |
Наиболее массовым видом водоотводных сооружений на автомобильных дорогах являются боковые водоотводные канавы. Они устраиваются везде, где земляное полотно автомобильных дорог проходит в «нулях», в выемках, в насыпях малой высоты. Назначение боковых канав — понижение уровня фунтовых вод в теле земляного полотна до положения, при котором капиллярная вода не достигает рабочей зоны грунта под дорожной одеждой и тем самым не влияет (не снижает) прочностные характеристики грунта (угол внутреннего трения, сцепление) (рис. 1), работа в качестве русла для стока поверхностных (дождевых и талых вод с поверхности проезжей части дороги и обочины).
Г'
Рис. 1.
Кривая депрессии в теле земляного полотна, формируемая при нормальной работе боковых водоотводных канав
Обычная форма поперечного сечения боковой канавы — трапецеидальная или треугольная. Дно и стенки канавы
Рис. 2.
Укрепление дна и стенок боковой водоотводной канавы цементобетонными плитами
Однак^в этих случаях канавы не выполняют своей основной и важнейшей функции — осушения земляного полотна, а являются лишь руслом для стока поверхностных вод. В то же время укрепление стенок и дна канав препятствуют фильтрации воды из нее в сухой грунт (например, в начале дождя). Особенно это важно в районах с муссонным климатом, характеризующимся наличием сухого и дождливого периодов года.
Однако укрепления стенок и дна канав встречаются сравнительно не часто. Основным материалом дна и стенок боковых водоотводных канав является грунт. Тепло и вода способствуют росту растительности. Поэтому боковые канавы довольно быстро зарастают травой и даже кустарником, иногда настолько, что канава уже не просматривается. В боковые канавы попадают камни и самые разнообразные техногенные предметы (наиболее часто старые автомобильные шины). Иногда канавы заиливаются приносимым потоком грунтом или грунтом с боковых стенок. Растительность и техногенное загрязнение приводят к полному изменению условий протекания водного потока: резко уменьшается
ТЕМА НОМЕРА
площадь его
поперечного сечения, из-за повышенного сопротивления резко снижается скорость
протекания воды, увеличивается глубина потока. В результате время нахождения
воды в боковой канаве значительно возрастает, а при малых продольных уклонах
вообще формируется застой воды (рис. 3). Вода из канавы удаляется только посредством испарения в
воздух и путем фильтрации через грунт. При этом неважно, молодая растительность
растет в канаве или уже старая, или даже увядшая.
сформировались колеи и уступ на краю цементобетонного покрытия. Автомобиль встал поперек полосы движения, чем немедленно создал аварийную ситуацию на дороге. Мощности, передаваемой от двигателя автомобиля на ведущие колеса, было недостаточно для ^преодоления этого уступа. А повысить ее также было нельзя, так как колеса начинали усиленно буксовать и быстро углублять колею под ними (и тем самым увеличивать высоту уступа на краю проезжей части дороги).
В настоящее время гидравлический расчет канав ведется из условия фактического отсутствия в них значительных загрязнений и препятствий в виде высокой травы, кустарника, каких-либо техногенных предметов [1]. Как следствие для таких условий протекания воды в канавах назначается очень важный для расчетов гидравлический показатель — коэффициент гидравлической шероховатости стенок и дна русла [1]:
 |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
