Файл: Обеспыливание автомобильных дорог и аэродромов..pdf

32 м/сек (шторм) показывает, что кварцевые зерна, диаметр ко­ торых превышает 1,5 мм, не будут отрываться от поверхности земли, а более мелкие будут сдуваться и уноситься ветром. Чтобы предупредить процесс эрозии, необходимо создать в песке сцеп­ ление, превосходящее активную силу ветра Р&. Последняя для песков средней крупности составляет Ре=?0,020—0,025 кГ/см2.

Это очень небольшое сцепление, которое легко достичь прос­ тым смачиванием песка. Известно, что в увлажненной зоне пля­ жей песок, даже мелкий, вполне ветроустойчив. Поэтому с точки, зрения ветрозащиты, казалось бы, достаточно сообщить поверх­ ностному слою песка небольшую связность, чего можно добиться самыми доступными и дешевыми средствами. Но, помимо воздей­ ствия воздушного потока на поверхность песка при ветровой эро­ зии, действуют песчаные зерна, переносимые ветром с других уча­ стков.

Поверхность песка подвергается при этом эрозии от трех факторов: ударов скачкообразно перемещающихся зерен, истира­ ния под влиянием перекатывающихся зерен, аэродинамических сил, действующих на неровностях поверхности.

С учетом этих факторов сцепление, противостоящее эрозии, должно быть существенно увеличено. При этом вяжущий мате­ риал при больших углах падения песчинок подвергается сжатию и сдвигу, а при малых — преимущественно сдвигу. Вяжущее ра­ ботает в упругой стадии ввиду малой абсолютной величины дей­ ствующих усилий и вызываемых ими деформаций. Все же и в данном случае требуемое по условиям ветрозащиты сцепление практически может не превышать долей кГ/см2.

Разрушение слоя из песка, обработанного битумом, может происходить вследствие преодоления адгезионных сил между би­ тумом и песком или когезии самого битума [70]. В последнем слу­ чае работа, потребная для разъединения двух склеенных зерен, равна:

F = M l .

35 эрг/см2. При этом сила для разъединения двух песчинок в на­ правлении, нормальном к площади контакта, получается равной примерно 200 дин, а при тангенциальном направлении —всего 5— 10 дин. Однако этого уже достаточно для противодействия ветро­

1 1 9 ’

песчаному потоку. Эффективность склеивания (битумом может быть повышена введением поверхностно-активных добавок, повы­ шающих адгезию вяжущего к кварцевым зернам.

Таким образом, для противодействия эрозии достаточно соз­ дать тонкую поверхностную пленку. Но она не будет иметь нуж­ ной прочности для прохода людей и проезда машин, которые бы­ стро ее разрушают. Если в известной степени применение слабых защитных пленок может быть допущено в пустынях, на полосах, идущих вдоль аэродромных покрытий и дорог с безусловным за­ прещением движения по этим полосам, то в населенной местности вдоль автомобильных и железных дорог такие пленки могут ис­ пользоваться лишь непродолжительное время, так как предупре­ дить движение по ним практически невозможно.

Второй недостаток этого способа состоит в том, что гладкая поверхность закрепленного песка не препятствует переносу зерен, перемещаемых ветром издалека. Эти зерна, минуя укрепленную зону, будут откладываться на дорожном полотне или аэродром­ ном покрытии.

При строительстве автомобильных и железных дорог рядом с дорогой обычно проходит полоса, по которой движутся строитель­ ные машины и транспортные средства. По развеваемому песку такое движение невозможно. Поэтому для временного пропуска машин на период строительства практикуется укладка слоя связ­ ного грунта поверх песка. Для задержания песка, сдуваемого со стороны, устраивают пескозащитиые щиты или древесно-кустар­ никовые полосы на некотором расстоянии от земляного полотна. Такие преграды аккумулируют песок. По мере заноса щитов их переставляют на прежнем месте на образовавшихся валах.

•Применяющиеся в настоящее время тяжелые типы переходных покрытий и ветрозащит представляют собой плетневые клетки, заполненные камнем, скрытые щиты из камыша, рубашки в виде слоев из камня, щебня или гравия, слои глинобетона или просто глинистого грунта толщиной от 10 до 20 см. Используется и ук­ репление грунта вяжущими материалами на такую же глубину. Все эти способы могут иметь лишь ограниченное применение не­ посредственно рядом с защищаемым покрытием на малых площа­ дях. Это связано прежде всего с отсутствием местных строитель­ ных материалов в песчаных пустынях и необходимостью их под­ воза издалека. Стоимость создания защит этих типов составляет от 3000 до 6000 руб/га.

Не будем рассматривать подобные мероприятия, отсылая чи­ тателя к имеющимся руководствам [74, 76, 101], и ограничимся описанием более дешевых способов закрепления поверхности пес­ ка битумными пастами, битумными и масляными эмульсиями и вязкой нефтью. Именно в этом направлении ведутся в настоящее время наиболее интенсивные разработки. Такие виды защитных слоев и пленок отличаются малой долговечностью. Некоторые из них не допускают создания растительного покрова. Требуется по­ стоянный надзор и периодическое восстановление. Кроме того, для

120

задержания приносимого ветром песка требуется устройство спе­ циальных преград.

Наиболее перспективным способом закрепления развеваемого песка на больших площадях является его удобрение и засев се­ менами засухоустойчивых растений с одновременным созданием на поверхности тонкой проницаемой ветроустойчивой пленки. Эта пленка защищает поверхность песка от выдувания, улучшает вод­ но-воздушный режим верхнего слоя и не препятствует росту рас­ тений, которые пробиваются сквозь нее и образуют со временем сплошной покров. Последний принимает на себя основную роль защиты песка от раздувания, а пленка под действием природных факторов через некоторое время разрушается.

§ 19. СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ РАЗВЕВАЕМЫХ ПЕСКОВ

Закрепление битумной пастой [37]. Битумная паста представ­ ляет собой жидкую сметанообразную массу темно-коричневого цвета, состоящую из битума или вязкой нефти, воды и минераль­ ного порошка (лёсса, суглинка, цемента, извести), которая приго­ тавливается путем интенсивного перемешивания в растворомешал­ ке и распределяется по поверхности с помощью фекальных или штукатурных насосов.

В Казахском филиале Союздорнии разработан следующий со­ став битумной пасты для закрепления развеваемых песков:

Перед нанесением на поверхность паста разбавляется водой в соотношении П : В—И: 1—іі :І10. Разбавленная паста разливается по поверхности из расчета 0,25—0,38 кг битума или нефти на 1 м2 (б—8 л разбавленной пасты на 1 м2) . Она проникает в песок на глубину 10—30 мм, кольматирует песок и обеспечивает создание связей между его зернами. Увеличение дозы нежелательно, так как в этом случае происходит стенание раствора в отдельные по­ нижения и неравномерное отложение битума или порошка на по­ верхности. Через 1,5—2 месяца требуется повторный розлив для ликвидации дефектных мест.

Имеются сведения о том, что битумная паста не препятствует росту растений, в связи с чем при обработке битумной пастой воз­ можен предварительный засев территории.

Закрепление методом грануляции. Чем крупнее зерна, тем большее сопротивление они оказывают ветровой эрозии. Поэтому объединение мелких зерен развеваемых песков в крупные грану­ лы может использоваться в целях создания защитного слоя из таких гранул на поверхности песка. В работе [92] приводятся дан­ ные об экспериментах по созданию гранул путем склеивания пес­ чаных зерен сырой Мангышлакской нефтью и полученными из нее битумами БН-П, III, IV, V.

121