Файл: Дегтяренко, В. Н. Автомобильные дороги промышленных предприятий учеб. пособие.pdf

.в течение года в широких пределах. Наименьшая величина моду­ ля принимается в качестве расчетной при проектировании до­ рожной одежды. Если его величина недостаточна, прибегают к искусственному укреплению грунтового основания.

§ 48. Льдообразование

Как известно, капиллярная, пленочная и парообразная во­ да в дренирующей среде движется от более теплой зоны к более, холодной. Осенью, когда поверхностный слой грунта начинает промерзать, движение влаги из более глубоких слоев остается достаточно интенсивным. При температуре ниже 0° замерзает капиллярная вода, образуя кристаллы льда. Пленочная, вода замерзает при температуре более низкой, поэтому ее движение под воздействием температурного градиента продолжается. Пле­ ночная вода обволакивает кристаллы Льда и замерзает, увели­ чивая их объем. Постепенно в грунте образуются крупные ледя­ ные кристаллы, линзы. Объем грунта увеличивается, начинается его деформация, известная как пучинообразование.

Пучины разрушают дорожную одежду, деформируют основа­ ние. Весной, при оттаивании, на месте пучины грунт переувлаж­ няется и теряет несущую способность. Под одеждой образуются линзы жидкой грязи, возможны проломы одежды, что часто является причиной аварий.

Льдообразование характеризуется взаимодействием двух процессов: гидрологического п температурного. Влажность грунта зависит от величины отрицательной температуры и мо­ жет быть представлена в виде частной производной

Изменение пленочного натяжения воды также может быть представлено в виде частной производной от изменения темпе­

ЮС

По аналогии с уравнением Дарси для фильтрации свободной б о д ы расход передвигающейся под действием температурного градиента' воды на единицу площади в единицу времени

Подставляя уравнение (97) в (98), получаем значение ско­ рости передвижения влаги

X dz

Ход влагонакопления зависит от продолжительности и ин­ тенсивности действия отрицательных температур и от свойств грунтов.

Скорость промерзания грунта обратно пропорциональна глубине и может быть выражена уравнением

Параметр ссо определяется в результате многолетних наблю­ дений

где /7пр — средняя многолетняя глубина лромерзатшя; Т3 — длительность зимы в данном климатическом районе.

Таким образом, льдонакопление характеризуется температур­ ным процессом, определяющим количество замерзающей воды в единицу времени и гидрологическим процессом, определяю­ щим ее количество, поступающее к границе промерзания.

Процесс этот различно протекает в различных климатических районах страны.

101

§49. Отвод поверхностных вод. Увязка водоотвода

спланировкой промышленной площадки

Существует открытая система отвода поверхностных вод, состоящая из канав, лотков, водопропускных сооружений, и за­ крытая, подземная, в виде ливпеприемников и ливневой канали­ зационной сети. Часто применяется смешанная система.

Основным элементом открытой системы являются канавы: кюветы, водоотводные, осушительные, нагорные. Кюветы слу­ жат для сбора воды, стекающей с проезжем части дороги. Отво­ дится эта вода в пониженные места или в постоянные ;водотоки (реки, ручьи) водоотводными канавами. Нагорные канавы рас­ полагают па косогорах, выше дороги, для перехвата стекающей по склону воды. Осушительные канавы устраивают в заболочен­ ных или переувлажненных местах для отвода воды и осушения грунтового основания.

В качестве водосборного и водоотводного сооружения могут использоваться придорожные резервы. Для этого им придают уклон в сторону от дороги 20—30%о и продольный уклон для стока воды (рис. 48).

КЮВЕТ РЕЗЕРВ

- -•'ч .е

P F o f t

Берма

Рис. 48. Отвод воды от земляного полотна по кювет-резерву и резерву.

1 0 2

В степных районах встречаются участки дороги, от которых нет естественного уклона местности, достаточного для стока воды. Естественных пониженных мест также может не быть. В этом случае в стороне от дороги, на расстоянии не менее 5—10 м (в зависимости от грунтов), устраиваются водосборники, назы­ ваемые испарительными бассейнами. Во время ливня вода отво­ дится в эти бассейны, откуда она испаряется естественным путем.

К водозащитным сооружениям следует отнести различного рода искусственные планировки. Это часто применяющиеся бермы и банкеты (рис. 49). Цель их устройства — направить сток воды в нужном направлении, повысить устойчивость откоса насыпи.

Большое значение имеют водонаправляющие сооружения,, организующие движение потока воды вблизи земляного полот­ на, — дамбы, траверсы, искусственные русла и т. п. Дамбы и искусственные русла отводят поток воды от земляного полотна.

Если насыпь расположена на пойме реки, движение воды вдоль нее к мостовому сооружению неизбежно. Чтобы защитить насыпь, устраиваются траверсы. Вода в карманах между тра­ версами защищает насыпь от непосредственного воздействия продольного потока (рис. 50).

Рис. 50. Схемы устройства траверс.

Наконец, к открытой системе водоотвода относится большая группа водопропускных сооружений: мосты, трубы, виадуки, фильтрующие насыпи. Трубы служат для пропуска временных водотоков, возникающих в результате дождей или таяния снега.

104

Для пропуска постоянных водотоков устраиваются мосты и виадуки. Виадуком перекрывают узкую глубокую долину (ущелье) от берега до берега, независимо от ширины водотока. Мосты устраивают через реки с поймами, их отверстие опреде­ ляется расчетным расходом воды во время паводка:

Открытая система водоотвода устраивается на подъездных', дорогах, на площадках небольших промышленных предприятий и ка территории малых городов с числом жителей до 200 тысяч. Обязательным условием применения открытой системы является увязка ее с планировкой площадки.

Общее решение водоотвода обеспечивается уклоном площад­ ки, которая может быть односкатной, двухскатной пли иметьболее сложную форму (рис. 51). Направление и величина укло­ на зависят от топографии местности и условий застройки. Планировка заводской площадки должна быть увязана с общей планировкой территории промышленного узла и общей системой водоотвода.

V

Рис. 51. Схсяы планировки заводской площадки.

Отвод воды от каждого цеха, склада и л и другого сооружениярешается при помощи микропланировки, устройством отмосток, лотков, водосборных и водоотводных канав. Основой открытой системы водоотвода являются придорожные канавы — кюветы, а в некоторых случаях, при устройстве бордюров, — полотно дороги, по которому вода отводится за пределы территории, предприятия.

1051

Рис 52. Схема микроплашіровкп заводской площадки.

1 0 6

Закрытая система водоотвода состоит из водосборных канав (кюветов), водоприемников и канализационной сети, отводящей воду за пределы площадки в естественные водотоки. При этом может быть использована фекальная, производственная канали­ зация или устроена специальная ливневая канализационная сеть.

При закрытой системе водоотвода микропланировка у завод­ ских цехов, складов, сооружений остается обязательной. Вода по лоткам, кюветам или по полотну дороги отводится к ливнеприемникам. Пример расположения ливнеприемников показан на рис. 52, устройство ливнеприемника — на рис. 53. Расстоя­ ние между ливнеприемниками зависит от площади стока, интен­ сивности расхода воды и обычно колеблется от 50 до 80 м.

107

Постройка закрытой ливневой системы водоотвода требует больших затрат, но это наиболее надежная и удобная в эксплуа­ тации система, особенно в районах избыточного и переменного увлажнения.

§ 50. Основы теории стока поверхностных вод

Ливневой сток зависит от площади и формы бассейна водо­ сбора (F км2), интенсивности и продолжительности дождя, ус­ ловий транспортировки стока, охвата дождем поверхности водосбора и характера его поверхности (заболоченность, залесенность и т. п.). Ливневой сток характеризуется гидрографом» схема которого (по Долгову Н. Е.) приведена на рис. 54.

? іI

до максимальной величины, определяемая временем добегання воды от самой удаленной точки площади водосбора, когда в транспортировке воды к водопропускному сооружению начинает участвовать весь бассейн.

3. Фаза полного стока (тз), когда работает вся площадь бас­ сейна, до окончания дождя.

1 0 8

4. Фаза спада (т.|). Дождь закончился, вода продолжает поступать с все понижающейся интенсивностью, пока не добе­ жит от самой крайней точки бассейна.

По времени добегания воды к водопропускному сооружению вся площадь водосбора может быть разделена изохронами на участки с равным временем добегания (рис. 55).

Возможно положение, когда продолжительность дождя мень­ ше времени добегания от самой удаленной точки бассейна. Гидрограф стока для этого случая показан на рис. 56. Его осо­ бенностью является то, что вся площадь водосбора не успевает включиться в работу до окончания дождя. За каждую минуту после окончания дождя вода добегает с площади ограниченной изохроной окончания дождя t и окончания дождя И-1 мин. Но за это же время «осушается» площадь, ограниченная изохроной 1 мин. от водопропускного сооружения. Таким образом, рабочая площадь водосбора как бы движется вверх по логу. Расчетная площадь водосбора (/) в этом случае меньше полной (F) и в принятых обозначениях гидрографа рис. 56 равна

109