Материал: Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1

Рис. 7.8. Ландшафтное районирование СССР (по акад. Л. С. Бергу) и дорожно-климатическое районирование азиатской ча­ сти СССР:

/ —тундра; 2 — тайга; 3 — смешанный лес; 4 — лесостепь; 5 — степь; 6 — полупустыня; 7 — пустыня; в — субтропики; 9 — горные районы; 10 — широколиственные смешанные леса; / — V — дорожно-климатические зоны

V — засушливая зона; расположена юго-восточнее линии Джульфа — Степанакерт — Буйнакск — Кизляр — Волгоград и да­ лее южнее на 200 км линии Уральск — Актюбинск — Караганда до северного побережья оз. Балхаш. Зона характеризуется незначи­ тельным увлажнением грунтов вследствие сильной испаряемости. Коэффициент увлажнения не превышает 0,3—0,12, однако в весен­ ний период на участках искусственного орошения и на участках с высоким уровнем грунтовых вод и засоленными грунтами земля­ ное полотно может переувлажняться. Границы V дорожно-клима­ тической зоны примерно совпадают с ландшафтной зоной сухих степей и полупустынь, которые характеризуются распространением бурых и каштановых почв с включением части солонцов и солон­ чаков.

В европейской части СССР условия промерзания грунтов более благоприятны в западной части выделенных климатических зон, чем в восточной, где климат более континентален, количество осад­ ков меньше, а скорость промерзания выше. Границу между запад­ ными и восточными частями зон условно принимают по рекам Се­ верной Двине и Волге.

Горные районы Кавказа и Средней Азии не охватываются дорожно-климатическим районированием. Подчинение расположе­ ния почв и растительности в этих районах вертикальной зонально­ сти, распространение скальных и каменистых грунтов, а также рез­ кая зависимость условий увлажнения от высоты над уровнем моря и экспозиции склонов относительно стран света не дают возмож­ ности дать общую дорожно-климатическую характеристику этих районов.

Границы дорожно-климатических зон не являются четко очер­ ченными. В пограничных районах, примерно в пределах 100— 150 км к северу и югу, отдельные участки дорог при проектирова­ нии следует относить к той или иной зоне на основе анализа мест­ ных условий — рельефа, почвенного покрова и экспозиции с учетом опыта службы дорог, построенных в аналогичных условиях.

7.6. Оценка гидрологических и гидрогеологических условий местности

Дорожно-климатическое районирование дает лишь общую характеристику географического района. Особенности проложения трассы дороги могут в пределах каждой зоны существенно изме­ нять условия работы грунта в земляном полотне, что учитывается введением понятия о гидрологической группе местности.

Участки трассы по условиям увлажнения и обеспеченности от­ вода воды от дороги могут быть разделены на три типа:

1. Сухие места без избыточного увлажнения с обеспеченным поверхностным водоотводом (поперечный уклон придорожной по­

133

лосы более 2%0) без признаков заболачивания. Грунтовые воды не влияют на увлажнение верхней толщи грунтов.

2.Сырые места с избыточным увлажнением в отдельные пери­ оды года. Поверхностный сток не обеспечен. На поверхности вес­ ной и осенью образуются в отдельных местах застои воды, хотя грунтовые воды не оказывают существенного влияния на увлажне­ ние поверхностных слоев грунта. К этому типу относятся участки с признаками поверхностного заболачивания и участки с затруднен­ ным стоком при слабопроницаемых почвах (западины и блюдца на широких водораздельных плато, низины, равнины, котловины и нижняя часть затяжных залесенных склонов).

3.Мокрые места с постоянным избыточным увлажнением. Верх­ няя толща грунтов постоянно увлажнена стоящими близко от по­ верхности грунтовыми водами или застаивающимися на длитель­ ноевремя (более 30 сут) поверхностными водами. Почвы торфя­ ные, оглеенные, с признаками заболачивания. К этому же типу местности относят солончаки и постоянно орошаемые территории засушливой зоны.

При отнесении участка проложения трассы к тому или иному типу гидрологических условий руководствуются оценкой по релье­ фу местности, условиям притока и отвода воды, положению уровня грунтовых вод и признакам заболоченности и оглеения грунта. Хорошей характеристикой грунтовых и гидрогеологических усло­ вий на глубину до 8—10 м часто является растительность, посколь­ ку отдельные виды растений встречаются только при определен­ ных сочетаниях почв и гидрогеологических условий.

Резкое изменение растительности обычно связано с изменением условий увлажнения. Используя имеющиеся справочники «расте­ ний-индикаторов», можно при изысканиях судить о видах подсти­ лающих грунтов и глубине подземных вод. Признаком близости грунтовых вод служит появление влаголюбивой растительности среди более сухолюбивой, свежесть растений, сочность их листвы, густота дернового покрова.

7.7. Требования к возвышению бровки земляного полотна над поверхностью грунта и регулирование

водного режима земляного полотна

Земляное полотно воспринимает все давление транспортных средств, передающееся через дорожную одежду. Поскольку сопро­ тивление грунта сильно меняется при колебаниях его влажности, для надежной работы дорожной одежды необходимо, чтобы было обеспечено постоянство водного режима земляного полотна в те­ чение всего года. Для этого должно быть предотвращено проника­ ние ;воды в земляное полотно пэ капиллярам и в результате про-

134

влаги проникнет в верхние слои земляного полотна в зимний и ве­

ния земляного полотна при наиболее сложных условиях увлажне­ ния (рис. 7.10), может быть определено по уравнению (7.14).

Чем выше насыпь, тем больше путь перемещения воды, прони­ кающей в промерзающую зону, и, следовательно, меньше весенняя влажность. При этом уменьшается стоимость дорожной одежды, но увеличиваются затраты на сооружение земляного полотна. Наи­ более рациональна высота насыпи, при которой стоимость построй­ ки дороги является наименьшей. Определенные из таких соображе-

135

ний оптимальные возвышения бровки земляного полотна даны в табл. 7.4.

Необходимое возвышение земляного полотна обусловлено так­ же высотой снежного покрова. Чтобы не происходило заносов до­ роги во время метелей, земляное полотно должно возвышаться над снеговым покровом. Считается, что в открытой местности возвыше­ ние бровки земляного полотна над уровнем снегового покрова, определенным по данным метеорологических станций, при вероят­ ности превышения 5%, должно быть не менее:

При невозможности поднять бровку земляного полотна до ука­ занной высоты, например, когда отметка дороги определяется уровнем пересекаемых в одном уровне железной и автомобильной дорог или отметками застройки при проходе через населенный пункт, постоянство водного режима верхней части земляного по­ лотна может быть обеспечено устройством внутри земляного полот­ на изолирующих прослоек, прерывающих перемещение влаги, при обеспечении отвода воды от дождей и таяния снега. Это создает благоприятный водный режим верхней части земляного полотна, хотя грунт, расположенный ниже прослойки, будет при этом оста­ ваться переувлажненным.

Изолирующие прослойки бывают двух видов (рис. 7.11): прерывающие все виды перемещений влаги — капиллярное,

пленочное и парообразное (рис. 7.11, а). Их устраивают из син­ тетических нетканых материалов (геотекстиля), обработанных ор­ ганическими вяжущими материалами для придания водонепрони-

П р и м е ч а н и е . В числителе — наименьшее допустимое возвышение поверхности до­ рожной одежды над уровнем грунтовых или длительно застаивающихся (более чем 30 сут) Поверхностных вод; в знаменателе — то же над поверхностью земли на участках с необес­ печенным водоотводом или над уровнем кратковременно стоящих поверхностных вод.

136

Рис. 7.11. Прослойки земляного полотна:

цаемости К Ранее для этой цели использовали также грунт (3— В см), обработанный битумом или другими гидрофобными матери­ алами, полиэтиленовую пленку, толь;

прерывающие только капиллярное поднятие (рис. 7.11, б)\ Их устраивают из крупнозернистых, хорошо фильтрующих материа­ лов (гравия, щебня или гравелистого песка). Толщина этих про­ слоек обычно не менее 15—20 см и должна превышать высоту ка­ пиллярного поднятия. Чтобы не происходило заиливания материа­ ла прослоек вымываемыми водой более мелкими частицами грун­ та, прослойки необходимо изолировать сверху и снизу слоями обыкновенного (водопроницаемого) геотекстиля или по крайней мере слоями грунта с частицами промежуточной крупности (су­ песь,- мелкий гравий), задерживающими мелкие частицы.

Водонепроницаемые прослойки наиболее целесообразны в IV и V дорожно-климатических зонах, где грунтовые воды расположе­ ны глубоко и увлажнение земляного полотна происходит в резуль­ тате парообразного перемещения. Капилляропрерывающие про­ слойки устраивают преимущественно в пределах II и III зон.

Разновидностью водонепроницаемых прослоек из геотекстиля

.является «грунт в обойме» — слой уплотненного грунта оптималь­ ного состава, помещаемый непосредственно под дорожной одеж­

1 Геотекстиль (синтетический текстильный материал)— новый дорожно­ строительный материал, получающий широкое распространение. Его изготовля­ ют из синтетических волокон в виде рулонов полотна двух типов: нетканого, имеющего спутанно-волокнистую беспорядочную структуру нитей, и тканого в виде переплетенных перпендикулярных нитей (утка и основы). Материалы до­ статочно устойчивы к агрессивным воздействиям и могут служить в грунте, не теряя существенно прочности не менее 15—20 лет. Толщина геотекстиля разных марок составляет 4—7 мм, плотность 120—600 г/м12, сопротивление на разрыв 50—600 Н/см. В зависимости от назначения имеются сорта хорошо водопрони­ цаемые, обладающие высоким сопротивлением разрыву, и водонепроницаемые, пропитанные битумом.

137