Материал: Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1

дой. Полностью изолированный со всех сторон водонепроницаемым геотекстилем от воздействия влаги он весь год сохраняет свое со­ противление нагрузкам, являясь полноценным несущим конструк­ тивным слоем дорожной одежды.

Верх изолирующих и капилляропрерывающих прослоек дол­ жен быть расположен от поверхности дорожной одежды на следу­ ющей глубине:

Расстояние между низом прослоек и наивысшим уровнем грун­ товых вод или расчетным уровнем длительно стоящих поверхност­ ных вод^ледует назначать не менее 20 см.

Г лава 8

ДОРОЖНЫЙ в о д о о тв о д

8.1.Система сооружений поверхностного

иподземного водоотводов и принципы их проектирования

Система дорожного водоотвода состоит из ряда сооружений и отдельных конструктивных мероприятий, предназначенных для пе­ рехвата и отвода воды, поступающей к земляному полотну, или для преграждения доступа воды в верхнюю часть земляного полот­ на. Целью ее устройства является предотвращение переувлажне­ ния земляного полотна, обеспечение постоянного безопасного режи­ ма влажности грунтовых оснований дорожных одежд.

Для того чтобы отвести поверхностную воду, выпадающую на дорогу в виде осадков и притекающую к ней, придают выпуклое очертание поперечному профилю земляного полотна и дорожной одежды, планируют и укрепляют обочины; для отвода воды вдоль дороги устраивают боковые водоотводные канавы или исполь­ зуют для этого резервы у дорожных насыпей; устраивают нагор­ ные канавы, перехватывающие воду, которая стекает по склонам местности к дороге.

Для обеспечения стока воды с покрытия поперечный уклон про­ езжей части, направленный от середины к обочинам, должен быть тем больше, чем меньше ровность поверхности покрытия, так как вода, испытывая сопротивление стеканию, может застаиваться в неровностях поверхности и просачиваться в покрытие. Однако тре­ бования удобства движения автомобилей вынуждают ограничи­ вать крутизну поперечного уклона возможно меньшим значением, достаточным для обеспечения стока воды. Принимаемые в зави-

138

Т а б л и ц а 8.1

неровности, вызванные заездом автомобилей, а застои воды даже на укрепленной обочине приводят к переувлажнению земляного полотна. В зависимости от типа грунта земляного полотна и типов покрытий обочины устраивают с уклоном на 10—20%о больше, чем покрытие, т. е. обычно около 40 %0.

Поперечный профиль проезжей части обычно очерчивается по параболе или по двум наклонным прямым, сопряженным в средней части круговой вставкой длиной 2 м. При параболическом очерта­ нии поверхности дороги поперечный уклон по ее оси равен нулю и достигает наибольшего значения (60%о) У бровок земляного по­ лотна. Стрелка параболы равна 1,5% ширины земляного полотна.

Обочины на дорогах I, II категорий планируют, уплотняют и укрепляют на ширину 0,75 м от проезжей части бетонными пли­ тами, щебеночными и гравийными материалами с обработкой их вяжущими. На остальной части ширины обочину укрепляют щеб­ нем, гравием или грунтом, обработанным вяжущими материалами, а на дорогах с малой интенсивностью движения засевают низко­ рослыми травами для создания дернового покрова. В пределах на­ селенных пунктов поверхность обочины необходимо на всю ширину укреплять гравием, щебнем, шлаком, местными слабыми каменны­ ми материалами или обрабатывать вяжущими материалами.

Если обочины не укреплены или вдоль покрытия не уложены краевые полосы, условия работы краев покрытия резко ухудшают­ ся, что часто вызывает их обламывание.

Боковые канавы (кюветы) устраивают в выемках и у насыпей высотой до 1—1,2 м. Эти канавы служат для отвода воды, стекаю­ щей во время дождя и таяния снега с поверхности дороги и приле­ гающей к ней местности. Боковые канавы способствуют также осу­ шению верхней части земляного полотна в связи с испарением вла-

139

1

гн с внутренних откосов боковых канав. Однако положительное действие боковых канав сказывается лишь при быстром отводе из них воды.

При водонепроницаемых грунтах и малоудовлетворительных условиях поверхностного стока боковым канавам придают трапе­ цеидальное сечение с шириной по дну 0,4 м и глубиной обычно 0,7—0,8 м (до 1—1,2 м как максимум), считая от бровки насыпи. Откосам канав в выемках придают крутизну 1 1,5, а у насыпей внутренний откос канав имеет крутизну 1 : 3 (рис. 8.1, а).

Если земляное полотно возводят в сухих местах с обеспечен­ ным быстрым стоком поверхностных вод, а грунтовые воды распо­ ложены глубоко, боковые канавы устраивают треугольного сече­ ния глубиной не менее 0,3 м от поверхности земли (рис. 8.1, б). Крутизна откосов таких канав 1 : 3 и менее обеспечивает автомо­ билям возможность безопасного съезда с насыпи. В водопроница­ емых песчаных, щебенистых и гравелистых грунтах, обеспечиваю­ щих быстрое впитывание воды в любое время года, канавы не де­ лают.

В выемках, расположенных в гравелистых, щебенистых грунтах или легковыветривающихся скальных породах, устраивают трапе­

Глубину канав в равнинной местности назначают по опыту экс­ плуатации в указанных выше пределах, проверяя в случаях необ­ ходимости при значительном притоке воды с окружающей местно­ сти достаточность пропускной способности канав гидравлическими расчетами. При этом глубину канав назначают так, чтобы низ вы­ хода дренажного слоя дорожной одежды на откос (или дренажных воронок) возвышался над дном канавы не менее чем на 20 см. При помощи боковых водоотводных и нагорных канав поверхностные воды отводятся в пониженные места (лога, тальвеги) и пропуска­ ются через дорогу, для чего в логах строят водопропускные трубы под насыпями и малые мосты (см. п. 9.1).

140

Рис. 8.3. Графики притока воды во времени:

<2 — к кюветам; б, в — ливневых и талых вод к малым мостам и трубам; г — ливневых и талых вод со значительных площадей

Если приток воды слишком большой, водоотводные канавы или резервы могут переполняться и не будут выполнять своих функций по осушению земляного полотна. В связи с этим вода из боковых канав и резервов, расположенных с нагорной стороны, сбрасыва­ ется на низовую сторону дороги перепускными трубами, располага­ емыми не реже чем через 500 м вдоль дороги на спуске к тальвегу.

Поверхностные воды притекают к рассматриваемому участку дороги с некоторой площади, называемой водосбором (бассейном). Бассейн оконтурен водоразделом, т. е. линией, от которой сток во­ ды происходит в обе стороны (рис. 8.2). Площадь бассейна делит-/ ся на две части: с площади а вода притекает по тальвегу непосред­ ственно к водопропускному сооружению (мосту, трубе) и по водо­ отводным канавам не проходит; с площадок б, а также с поверх­ ности дороги вода притекает сначала к канавам или к резервам, а по ним либо к перепускным трубам (если длина спуска дороги к тальвегу велика), либо к водопропускному сооружению на таль­ веге.

Водораздел, окаймляющий весь бассейн, легко устанавливает­ ся по карте в горизонталях. Водоразделы, окаймляющие площад­ ки б, которые питают канавы, проводятся в виде наклонных линий, перпендикулярных к горизонталям на плане бассейна.

Определение возможного секундного притока воды к водоотвод­ ным канавам и водопропускным сооружениям рассмотрено в п. 9.2. Из двух возможных видов стока (ливневых и талых вод) наиболее опасным для канав и резервов всегда является ливневый. Особен­ ность стока с очень малых площадок (к которым относятся и пло­ щадки б на рис. 8.2) — постоянный расход в течение весьма дли­ тельного времени. К водопропускным сооружениям (мостам и тру­ бам) вода притекает с достаточно больших площадей, и график притока как ливневых, так и талых вод меняется, что отражается на длительности пика паводка (рис. 8.3). При этом ливневые воды притекают по почти треугольному гидрографу, а талые — чаще всего по трапецеидальному, но с верхним основанием, значительно меньшим нижнего; при весьма значительных площадях бассейнов

141

и талые воды притекают к дорожным водопропускным сооружени­ ям по почти треугольным гидрографам.

При проектировании водоотводных канав, являющихся элемен­ тами земляного полотна, исходят из вероятностей превышения рас­ четных расходов воды, приведенных в табл. 8.2 (вероятность пре­ вышения можно обозначать буквами ВП).

Для того чтобы быстро отвести воду, боковым канавам прида­ ют продольный уклон, который не должен быть менее 5%0 в I—III дорожно-климатических зонах и 3%о — в IV и V зонах. Если это требование удовлетворить нельзя, рабочую отметку насыпи необхо­ димо настолько увеличить, чтобы низ дорожной одежды возвышал­ ся над уровнем длительного стояния вод на высоту, требуемую табл. 7.4. На участках дорог с большими продольными уклонами боковые канавы укрепляют по гидравлическому расчету исходя иэ количества воды, притекающей с дороги и прилегающей местно­ сти.

Нагорные канавы служат для перехвата воды, стекающей по косогору к дороге, и для отвода этой воды к ближайшим искусст­ венным сооружениям, в резервы и пониженные места рельефа (рис. 8.4). Нагорным канавам придают трапецеидальное попереч­ ное сечение, размеры которого всегда приходится обосновывать гидравлическим расчетом. При расчете длинных канав учитывают увеличение бассейна вдоль канавы по мере удаления от водоразде­ ла. Поэтому сечение нагорных канав обычно подбирают по отдель­ ным участкам по мере возрастания площади водосборных бассей­ нов. Нагорные канавы трассируют на местности с таким продоль­ ным уклоном, при котором вода не размывала бы грунт.

Во избежание сплывов или оползания откосов выемки из-за пе­ реувлажнения грунта, которое может возникнуть в результате слу­ чайного засорения нагорной канавы, расстояние от края выемки до канавы должно быть не менее 5 м. На косогорах с откосом круче

142