Глава XXXIII Проектирование автомобильных дорог в засушливых районах

§ XXXIII.1. Особенности засушливых районов.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГ В РАЙОНАХ ИСКУССТВЕННОГО ОРОШЕНИЯ

Значительные пространства юго-восточной части Советского Союза заняты засушливыми пустынными и полупустынными терри­ториями. Пустыни и полупустыни занимают около 10% площади СССР. Примерно 65 /о этой зоны покрыто сероземными почвами, 25 — песками и 10% — солончаками.

К полупустынным относятся пространства, расположенные юж­нее степной зоны: низовья Волги и Урала до Каспийского моря, Прикаспийская низменность, Волго-Уральский водораздел, Тургай- ская равнина. Зона пустынь занимает обширную Туранскую низмен­ность и предгорья в пределах среднеазиатских союзных республик — Узбекской, Туркменской, Таджикской и частично Киргизской. Почти четыре пятых территории Туркменской ССР занимают песча­ная пустыня Каракумы и каменистая Устюрт. Хотя в засушли­вых районах общее количество выпадающих осадков мало (100— 200 мм/год), они приурочены к холодному периоду года, когда испа­рение крайне невелико. В этот период они создают временное переув­лажнение грунтов, которое в районах искусственного орошения уси­ливается из-за высокого стояния уровня грунтовых вод в результате полива полей я их весенне-зимних промывок в целях борьбы с засо­лением.

Работы по проектированию и строительству дорог в зоне пустынь

и полупустынь имеют свои особенности, зависящие от того, проклады­вается ли трасса в орошаемых районах с плодородными почвами, в засоленных грунтах или в сыпучих "песках.

В СССР основным способом орошения является наземный само­течный полив, при котором вода тонким слоем или струей протекает по почве н впитывается в нее. Временные оросительные каналы устраивают только на период поливов и заравнивают перед началом других сельскохозяйственных работ.

Оросительная сеть состоит из каналов-оросительной, водосбор- но-сброс.ной и дренажной сетей. Она включает в себя (рис. XXXII 1.1);

магистральные каналы, по которым подается вода от источников орошения к поливным каналам;

распределительные каналы, получающие воду из магистральных каналов и распределяющие ее между хозяйствами, а также между от­дельными поливными участками внутри хозяйства. В зависимости от близости к магистральным каналам различают распределители первого, второго и т. д. порядков;

временные оросители (внутрихозяйственные сети), которые сос­тоят из оросительных каналов (оросительная сеть, при помощи кото­рой производится полив) и борозд — выводных и поливных — для равномерного распределения воды из оросителей и по Поливному \ частку,

Водосборно-сбросная сеть предназначена для избыточных по­верхностных вод из оросительной сети и с поливных участков.

Дренажная сеть служит для регулирования уровня грунтовых вод нл территории поливного участка. Она состоит из коллекторов и дрен- собиратслсй.

1 — река; 2 — водозаборное сооружение; 3 — плотина; 4— магистральный канал, 5 — распределительные каналы; 6 — временные оросительные каналы; 7 — выводные бороз­ды; 8—поливные борозды; 9 — водосброс­ные каналы; 10—насаждения вдоль ка-

Рис. XXXIII1. Схема оросительной зяйства и отвод их для строи- системы: тельства дороги требует весьма

тщательных обоснований, осо­бенно если он связан с наруше­нием севооборотов и перестрой­кой оросительных систем.

налов

Постоянные каналы обслуживают большие поливные площади, достигающие в районах посева зерновых культур 40—60 га, а

хлопковых 20—40 га и бо­лее.

Проектирование дорог в рай­онах искусственного орошения усложняется малым уклоном местности, создающим затруд­нения при выборе пониженных участков для отвода воды из бо­ковых канав Грунтовые воды в районах орошения стоят высо­ко — на 0,5—1,0 м от поверхно­сти. Земли представляют боль­шую ценность для сельского хо-

Сеть дорог общего пользования, включая важнейшие дороги рай­онного значения, проектируют исходя из направления грузопотоков В целях наилучшего удовлетворения требований автомобильного тран­спорта. Дороги строят по обычным техническим условиям па элементы плана н профиля. Совмещение трассы дорог и каналов допускается только в порядке исключения на отдельных участках, если это неиз­бежно по условиям трассирования или предусматривается заданием. При этом приходится строить большое количество искусственных соо­ружений (до шести—восьми на километр) на пересечениях ответвляю­щихся каналов.

При проложении дорог в районах вновь осваиваемого орошения на­чертание сети каналов и направления дорог взаимно увязывают. Боль­шие трудности возникают при проектировании дорог в районах, 1де еще используется старая оросительная сеть, бессистемно пересекаю­щая земельные массивы. При изысканиях необходимо выяснить начер­тание перспективной сети и ориентироваться на нее, предусматривая сооружения иа существующей сети.

Внутрихозяйственные дороги, обслуживающие перевозки колхозов и совхозов, подъездные пути от хозяйственных центров к станциям же­лезных дорог и пристаням, а также второстепенные дороги районного значения часто прокладывают вдоль распределительных каналов, не считаясь с некоторым удлинением пути, чтобы не занимать ценные земли и не нарушать сложившуюся систему землепользования.

Трассу автомобильных дорог в районах искусственного орошения наиболее целесообразно прокладывать по водоразделам и участкам местности, расположенным выше орошаемых полей. На равнинных участках с затрудненным водоотводом дорогу в насыпи можно распо­лагать вдоль действующих открытых коллекторов — зауров, если их направления совпадают. При этом расстояние от подошвы насыпн или внешней бровки боковой канавы до бровки канала должно быть не ме­нее 4,5 м.

Земляное полотно дорог, проходящих вдоль каналов, постоянно заполненных водой, находится в неблагоприятных условиях избыточ­ного увлажнения. Поэтому дно корыта должно достаточно возвышать­ся над уровнем воды в оросительной сети или над уровнем грунтоьых вод, который вблизи от каналов в результате инфильтрации воды из каналов расположен выше, чем в окружающей местности.

При назначении рабочих отметок земляного полотна необходимо исходить из зимне-весеннего высокого уровня грунтовых вод, в период промывки полей, которую проводят в Узбекистане в январе—марте. В это время затрачивается от 5 до 15 тыс. м³ воды на 1 га, что сильно по­вышает уровень грунтовых вод, которые в отдельных случаях стоят на расстоянии 0,5—0,6 от поверхности земли. Летний подъем грунтовых вод в период поливки хлопчатника не оказывает вредного влияния на грунты земляного полотна в связи с значительным испарением.

Для дорог с твердыми покрытиями возвышение низа дорожной одежды корыта над источниками переувлажнения грунта должно при­ниматься как для местности с длительным стоянием поверхностных вод или высоким уровнем грунтовых вод.

На неорошаемых территориях, подлежащих освоению, при проек­тировании необходимо учитывать изменения водного режима в резуль­тате постройки оросительной и дренажной сеги.

Данные о расчетных уровнях воды и размерах элементов каналов оросительной системы приведены в табл. XXXIII.1

Если невозможно обеспечить необходимое возвышение дна корыта, над уровнем грунтовых вод, то в теле земляного полотна устраивают изолирующие и прерывающие капиллярное движение воды прослойки. Возведение земляного полотна в орошаемых районах нужно сочетать с общими планировочными работами при подготовке территории к оро­шению или же закладывать па непригодных для сельскохозяйственных целей участках специальные грунтовые карьеры. Излишки грунта из выемок должны быть спланированы в пониженных местах прилегаю­щей местности с соблюдением требований к рекультивации земель. Земляное полотно дорог в зонах искусственного орошения устраивают в насыпях (рис. XXXII 1.2).

Рис. ХХХШ.2. Поперечные профили дорог в районах искусственного орошения:

а — вдоль закрытых дренажей' и коллекторов; 6 — вдоль магистральных канав, в—вдоль открытых коллекторов;

/ — граница полосы отвода; 2 — снимаемый слой растительного грунта; 3 — расчетное воз­вышение низа дорожной одежды над уровнем грунтовых под; А — уровень 1 [тунговых вод. пониженный дренами или канавами; 5 — трубчатые дрены-коллекторы; 6 — максимальный уровень грунтовых вод до постройки оросительной системы; 7 — фильтрационный максимум уровня грунтовых БОА

В связи с высокой-ценностью земли на орошаемых землях пологие откосы насыпей 1:3 устраивают только при высоте насыпей до 1 м. Бо­лее высокие насыпи имеют откосы 1:1,5.

	Уровень зер­		1
	кала воды	Превышение	Ширина
Тип канала	над нижеле­	уровня дамбы
	жащим кана­лом или полем, см	канала над водой, см	вала м
Временный ороситель при поливе;
по бороздам	5—8	10
напуском	6—12	10	0,3
затоплением	20	10	0,3
Распределитель второго порядка ,	5—10	15	0,5—0 8
Распределитель первого порядка и ма­
гистральные каналы при расходе, м^3/с!
менее 2	10—15	30	1,0—1 ,25
2—5	10—15	<10	1,25
5-10	10—15	40	1 ,5
Ю— 20	10—15	40	2,0 /

У дорог, построенных вдоль каналов, желательно сажать высоко­ствольные широколистные деревья (ива, тополь, тутовник), которые уменьшая испарение воды из каналов, перехватывают корнями проса­чивающуюся воду.

Мосты на пересечениях дорог е распределительными каналами . строят с минимальным возвышением низа, пролетного строяния над поверхностью воды, поскольку возможность паводка в каналах ис­ключена. Это возвышение не должно превышать расстояния между верхом дамбы и уровнем воды в канале.

§ ХХХШ.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГ В ЗАСОЛЕННЫХ ГРУНТАХ

К засоленным относят грунты, содержащие в верхней метровой тол­ще более 0,3% по массе лсгкорастворимых солей — хлористых, сер­нокислых и углекислых солей натрия, кальция и магния. Площадь засоленных почв достигает 3,4% территории СССР, а общая площадь земель, в пределах которых встречаются засоленные грунты, состав­ляет не менее 10% территории СССР.

Почвы, содержащие в поверхностных слоях до глубины .1—2 м в свободном состоянии более 1 % лсгкорастворимых солей, называют со­лончаками. Они образуются в результате подтягивания к поверхности по капиллярам грунтовой, воды, содержащей растворимые соли. Эти соли при испарении воды накапливаются в верхних слоях грунта, Вы­падающие во влажные периоды года атмосферные осадки, интенсив­ность которых в засушливых районах невелика, способны вымывать вниз лишь наиболее растворимые соли, большая же часть солей акку­мулируется в верхних слоях грунта. В отдельных случаях количество солей бывает настолько, значительным, что онн выделяются слоем на поверхности грунта.

По внешним признакам различают солончаки: мокрые н корковые (шоры, соры) - солончаки на участках с высо­ким стоянием засоленных грунтовых вод, на поверхности которых в су­хое время года выступает солевая корка. Мокрые солончаки относятся к категории слабых грунтов, и при проложении через них дороги при­ходится, как на болотах, считаться с осадками земляного полотна и возможностью выпирания грунта основания из-под насыпи;

пухлые, где под тонкой землистой коркой залегает рыхлый слой, изобилующий кристаллами солей, преимущественно сульфатов нат­рия и магния;

такыровидные, покрытые в сухое время сравнительно толстой гли­нистой коркой, разбитой сетью трещин на плитовидные отдельности, под которыми в грунте содержатся хлориды, сульфаты и гипс.

Засоленные грунты обычно вкраплены отдельными пятнами среди других почв пустынь н полупустынь и расположены преимущественно в пониженных местах рельефа с близким уровнем стояния засоленных грунтовых сод (блюдца, впадины и озера). На орошаемых территориях, наоборот, пятна засоления располагаются на микроповышениях релье­фа, где соли накапливаются за счет капиллярного поднятия

Засоление грунтов в разных районах страны неодинаково. Проф. В. А. Ковда выделяет четыре характерные виды соленакопления в поч­вах, основываясь на величине отпошения'содержащихся в грунте ионов С1- и 50?- (рис. XХХШ.З):

сульфатно-содовое (лесостепь), где в состав солей, находящихся в грунте, входят углекислый натрий Х^;а_гС0₃, сернокислый натрий Ыа₂50₄ и Ка₈5Ю₃. Содержание солей в верхних горизон!ах солонча­ков не превышает 0,5—1,0%;

хлоридно-сульфатное (степи), в котором сульфаты Ка₃Ю₄ пре­обладают над хлоридами ЫаС1. Содержание солей в верхних горизон­тах составляет 2—3%;

сульфатно-хлоридные (полупустыни), в котором хлориды преобла­дают над сульфатами (сернокислый натрий Ма^О^ сернокислый каль­ций СаЮ₄, сернокислый магний М250₄). Содержание солей в верхних горп'онтах солончаков равно 5—8%;

хле.рндное (пустыни), характеризующееся значительным преобла­данием хлоридов над сульфатами.

В солончаках встречаются следующие соли: ЫаС1, ЫаЫ0₃, М§С1₂, М§50₄, СаЗО^, количество которых в верхних слоях достигает 15— 25%

Содержание водорастворимых солей в грунтах существенно влияет на их физико-механические свойства. При увлажнении засоленных грунтов их, сопротивление внешним нагрузкам резко снижается, а в дождливые периоды возможно оползание откосов насыпей и выемок.

Содержащиеся в грунте соли могут агрессивно воздействовать на дорожные покрытия. Сернокислые магний и натрий даже при содер­жании в количестве только 1% разрушают покрытия за два-три сезона. "Малоагрессивные соли ЫаС1, СаС1₂ не разрушают покрытий даже при со­держании свыше 5%. Покрытия из известняковых пород более устой­чивы, чем покрытия из изверженных пород."Разрушающее во (действие 3325 (V 10' >0' ^4Г> 50" 60° 80 100" 120 , 140' 10О" 170* 180" 80"

Рис. ХХХШ 3. Схематическая карта зон распространения засоленных грунтов в СССР; 1 — сульфато-содовое; 2 — хлоридно-сулъфатное; 3 — сульфатне-хлориднсс; 4 — хлоридное

водорастворимых солей на бшумы и дегти проявляется в виде выщела­чивания и эмульгирования вяжущего под влиянием солей. Наиболее устойчивы дорожные покрытия, построенные горячим способом с при­менением вязких битумов.

Учитывая трудности, возникающие при постройке земляного полот­на и дорожных покрытий на насоленных грунтах, в первую очередь следует искать возможности обхода трассой участков наиболее интен­сивного солеиакопления.

Участки различной степени засоления можно различать иа мест­ности по специфическим видам растительности (солянки) Известны растения кальцифиты (показатели карбонатов), гипсофиты (показа­тели сульфатов, преимущественно гипса) и галофиты, растущие и местах хлоридного засоления.

Учитывая особенности использования засоленных грунтов в зем­ляном'полотне и дорожных одеждах, Союздориии предложил разли­чать пять видов засоления (табл. XXXI11.2).

Насыпи, отсыпанные из засоленных грунтов, содержащих легко­растворимые соли, в блаюпрнятных гидрологических условиях могут постепенно рассоляться.

Если же дорога пересекает солончаки в малой насыпи и неизбежно капиллярное проникание в земляное полотно грунтовой воды, содер­жащей растворимые соли, то возможен процесс дальнейшего засоле­ния грунта насыпи.

Поскольку при постройке земляного полотна грунт перемешивает­ся, степень засоления, по предложению проф. В. М. Берука, принято характеризовать средним содержанием солей в слое грунта, подлежа­щего перемещению в насыпь. Чаще всего определяют содержание солей в верхней метровой толще грунта, в пределах которой закладываются резервы.

Допустимое содерлгание солей различного состава в грунтах зем­ляного полотна неодинаково. Хлористые соли КаС1, СаС1₂ М§С1₂ в ма­лых количествах (до 3%) повышают устойчивость грунта и способст- гуют искусственному уплотнению; земляное полотно становится не­устойчивым, лишь если их содержание превышает 8—10%. Присутст­вие 2—5% растворимых сернокислых солей К'азЗО^, М^ЗО} отрица­тельно влияет на уплотнение грунта, так как при кристаллизации в сухое время года они, увеличиваясь в объеме, разуплотняют земляное полотно.

Таблица ХХХШ.2 *	Отношение содержащаяся ионов
Засоление)	01-	нсо-+со|-
	802- 4	С1-+502-
Хлоридное Сульфатно-хлоридное Хлоридно-сульфатное Сульфатное Содовое	>2,5 2,5-1,5 1,5—1,0 <1,0 ''	>0,33

Таблица ХХХП1.3 Степень засоления грунтов	Средне*^- содержание солей в используемом слое грунта, % по массе при засолении				Возможность использования в дорожном строительс!ве при устройс [ вс
	хлоридном и еульфатно- хлоридном		сульфатном, ХЛОридПО- сульфа гном и содовом		земляного полотна	оснований из грунта, укреп­ленного вя>кущимк
Слабозасолен ные	0,3—1		0,3—0,5		Пригодны
		(0,5—2)		(0,5-1)
Среднезасоленные		1-5		0,5—2		Пригодны	Пригодны с
		(2-5)		(1-3)			ограничением
Сильнозасоленные		5-8		2—5		Пригодны с	Непрш одиы
		(5-10)		(3-8)		ограничением
Избыточно-засоленные	>8		>5		Непригодны"
		(>Ш)		(>8)

Примечание. В скобках приведены нормативы, уточненные по опыту V дорожно- климатической зоны. ^

Допустимое содержание содей в грунте земляного полотна опреде­ляется их количеством, которое может быть растворено в воде, запол­няющей поры грунта, уплотненного при оптимальной влажности. При этом вводят поправки на пленочную воду, пе растворяющую соли, и на увеличение объема сернокислых солей при кристаллизации. Клас­сификация засоленных грунтов по пригодности для дорожных работ, предложенная проф. В. М. Безруком, приведена в табл. XXXIII.3.

При глубоком залегании грунтовых вод в сухих местах земляное полотно из слабозасоленных грунтов можно строить по обычным пра­вилам, но предусматривая при этом возвышение низа дорожной одеж­ды па 20% более нормативного (см. § VII.7). На участках с высоким уровнем стояния грунтовых вод или при невозможности обеспечения поверхностною водоотвода низ дорожной одежды должен возвышать­ся над источниками увлажнения на величину не менее чем указанная в табл. ХХХШ.4.

Если невозможно обеспечить указанное возвышение дна корыта, в насыпях укладывают гравийные'или щебеночные капилляропрерываю- щие прослойки толщиной 15—20 см. При отсутствии содового засоления

Таблица ХХХШ.4 Грунты насыпи	Возвышение низа дорожной одежды над уровнем грунтовых вод, м, при грунтах основания
	слабо- н среднеза- соленных	сильнозасолеиных
Пески мелкие, супеся легкие крупные Пески пылеватые, супеси легкие	0,5 0,9	0,7 1,1
Супеси тяжелые, глины	1,4	1,6
Супеси пылеватые, и тяжелые пыле­	1,6	1,9
ватые; суглинки легкие, легкие пыле­
ватые и тяжелые пылеватые		2,4
Глинистые пылеватые грунты	—

можно укладывать нсолирующие прослойки толщиной 3—5 ем из грун­та, обработанного вязкими битумами и дегтями.

При глубоком залегании грунтовых вод земляное полотно из засо­ленных грунтов строят по типовым поперечным профилям.

Поперечные профили с резервами (рис. XXX111.4, а) допускают при глубине залегания грунтовых вод не менее I и. При этом дно ре­зерва должно возвышаться не менее чем на 0,3 м над наивысшим уров­нем грунтовых вод.

В средне- и силыюзасоленных грунтах необходимо особенно тща­тельно выполнять мероприятия по отводу воды от земляного полотна. В резервах вдоль краев устраивают специальные лотки для отвода во­ди (рис. XXXII 1.4, б). При затрудненном отводе воды нз резерва у по­дошвы насыпи оставляют берму шириной 1—2 м (рис. ХХХШ.4, в).

Крутизну откосов насыпей, возводимых из боковых резервов на до­рогах I—111 категорий в насыпях до 2 м, назначают 1:4..При большей высоте принимают откосы 1:1,5 в средне- и сильнозасоленных грунтах— 1:2. Безрезервный профиль из привозного грунта применяют при из­быточном засолении грунта, высоком уровне грунтовых вод и затруд­ненном отводе воды.

Насыпи па мокрых в течение всего года глинистых и суглинистых солончаках с стоянием грунтовых вод менее 0,6 м от поверхности устраи­вают из привозных грунтов, предпочтительно песчаных или супесча­ных. При использовании для снижения стоимости строительства других грунтов, засоленных в допустимых пределах, нижние слои насыпей на высоту, превышающую высоту капиллярного поднятия, необходимо отсыпать из песка или супеси.

Устойчивость насыпей против просадок с боковым выпиранием под­стилают,-то грунта проверяют методами, изложенными в § XIV.4.

Более бпагоприятны для дорожного строительства по сравнению с засоленными грунты солонцовые, которые содержат в свободном ви­де легкорастворимые соли, преимущественно хлористый и сернокис-

Рис ХХХШ.4. Поперечные профили земляного полотна иа засоленных грунтах: о — насыпь с односторонним резервом; б—насыпь с резервом и продольным лотком; з-

пасвшь с бермой и кювег-реюрвоы; ; - граница полосы оыюда, 2 — резерв (размер в зависимости ог потребного количеств'! * цуита; 3 — укрепление откосов ивсиип

лый натрий, на глубине более 56"см. Из их верхних почвенных горизон­тов соли вымыты, но содержащиеся в грунте в поглощенном состоянии ионы натрия придают грунту ряд свойств, неблагоприятных для их использования в земляном полотне. Солонцовые грунты плохо водо­проницаемы, а прн увлажнении сильно набухают. Их можно исполь­зовать в земляном полотне дорог с твердыми покрытиями, однако от­косы таких иасыпей и выемок малоустойчивы и подвержены оползанию и сплывай. В связи с этим необходимо предусматривать укрепление откосов и обочин и тщательный отвод воды от земляного полотна.

§ ХХХШ.З. ОСОБЕННОСТИ ИЗЫСКАНИИ И СТРОИТЕЛЬСТВА ДОРОГ В ПЕСЧАНЫХ ПУСТЫНЯХ

Особенности климата и рельефа песчаных пустынь значительно ус­ложняют условия строительства и эксплуатации дорог. Рельеф пес­чаных пустынь неустойчив. Чем выше скорость ветра у поверхности земли, тем более крупные частицы он перемещает (табл. ХХХШ 5).

Обтекание ветропесчаным Потоком неровностей песчаного рельефа сопровождается образованием участков местного повышения скорос­тей движения потока, завихрений, а также зон затишья. В зоне завих­рения песок развеивается, а в зоне затишья откладывается.

Перемещение песчинок по направлению ветра вызывает общее дви­жение поверхностных слоев псека в виде ряби Постепенно поднимаюсь по склонам песчаных холмов, песчинки после переноса через вершину скатываются и откладываются в зоне затишья е. подветренной сторо­ны В результате этого песчаные холмы постепенно перемещаются по направлению ветра. Такие пески называют подвижными. Скорость пе­ремещения песчаных бугров уменьшается с увеличением их высоты.

Различают следующие характерные формы рельефа песчаных пус­тынь, образующегося под воздействием ветра: бар чаны, барханные цепи, песчаные гряды, бугристые пески. Образование каждой из ли форм рельефа связано с определенными условиями перемещения пес­ков, с силой и направлением господсшуютцих ветров.

Барханами (рис. ХХХШ.5, а) называют одиночные или располо­женные группами песчаные холмы высотой до 3—5 м и более, шириной до 100 м, имеющие в плане форму лунного серпа с рогами, ориен тиро­ванными по направлению ветра Наветренный пологий склон в зави­симости от крупности песка имеет крутизну ! :3—1:5, подветренный 1:1,5—1:2, Эта форма рельефа наиболее неустойчива и легко поддается действию ветра. Одиночные барханы образуются на окраинах сыпучих песков, на гладких, оголенных и плоских такырных⁷и солончаковыхРис. ХХХШ.В, Аэрофотоснимки ти­пичных песчаных отложений: а — барханные пески (снимок с высоты 300 к); б— барханные цепи (снимок с вы­соты 3000 м); в — грядовые пески (умень­шены в 2 раза)

поверхностях при относительно небольшом количестве поступающего песка

В районах, где господствующие ветры в течение года дважды меняют свое основное направление (например, зимой дуют в одном направле­нии, а летом в противоположном), в массивах подвижных песков об­разуются барханные цепи (рис. XXXII 1.5, б), расположенные перпенди­кулярно к направлению ветров. Они имеют ширину поверху 10—12 м и более и длину до 2 км. Высота крупных барханных цепей может пре­вышать 7 м. В зависимости от высоты барханных цепей расстояние между их гребнями составляет от 10—15 до 150 м. Крупные комплекс­ные барханные цепи (даваньг) высотой 60—75 м расположены через 1,5—3,5 км.

■ Г рядовые пески (рис ХХХШ,5, в) как вытянутые по направлению господствующего ветра, так и расположенные перпендикулярно к не­му длиной до 2—3 км отстоят друг от друга примерно на одинаковом расстоянии (в среднем 180 м).

Песчаные гряды являются конечной формой развития песчаного рельефа, когда барханные цепи достигают такой высоты, что ветер за одну смену направления успевает перестроить только верхнюю часть гряды и поступательные или колебательно-поступательные •движения прекращаются.

Бугристыми песками называют закрепленные растительностью не­высокие песчаные холмы неправильного очертания. Высота песчаных холмов не превышает 6—8 м. Крутизна их склонов примерно одина­кова во всех направлениях.

Для характеристики рельефа сыпучих песков при изысканиях по­лезно использовать аэрофотоснимки и авиационную разведку. 338Таблица XXXIII.5 Певок	Скорость ветра, м/о	Диаметр пере­мещаемых частиц, мм
Тонкий	0,25	0,07
Мелкий	2,0	0,15
Средний	5,0	0,35
Крупный	7,5	0,75
Грубый	11,5	1,5

Таблица ХХХГП.6 Степень	Площадь, по­	Степень
зарастания	крытая рази­	подвижности
поверхности	тельностью,*^	песка
Незаросшая	0	Очень
		подвижны
Слабо	Менее 15	Подвижны
заросшая
Полузарос­	15—35	Малопод­
шая		вижны
Заросшая	Более 35	Неподвиж­
		ны

Подвижность песков связана со скоростью ветра, гранулометри­ческим составом песка, его влажностью н засоленностью, степенью за­крепления песчаной поверхности растительностью (табл. ХХХШ.6).

Заросшие пески, у которых растительностью покрыто более 35— 40% поверхности, имеют стабильные формы рельефа. Однако в случае уничтожения растительности во время строительсгва или при после­дующей эксплуатации дороги они в короткий срок вновь приобретают подвижность. _ч

На участках с рельефом, закрепленным растительностью, дорогу нужно проектировать с максимальным сохранением растительности и естественного рельефа в насыпях минимальной высоты, из привозного грунта, не закладывая резервов.

Основные сложности при проектировании дорог в зоне подвижных песков связаны с неустойчивостью форм песчаного рельефа

Количество переносимого песка зависит от энергии ве1ра, которая пропорциональна квадрату его скорости. Поэтому при оценке условий переноса песков большую помощь может оказать анализ «роз энергии», или динамических роз ветров. При построении динамических роз вет­ров по направлению каждого румба откладывают сумму произведе­ний квадратов скоростей ветров на частоты их повторяемости (рис. ХХХШ.6) в периоды, когда происходит перенос песка. Время, когда песок связан влагой или покрыт снегом, исключается. Дипамп-

Рис. ХХХШ.6. Роза ветров:

а — обычная; б — динамическая

веские розы ветров особенно эффективны для опенки заносимости до­роги песком и выбора мероприятий по защите дороги от песчаных за­носов.

В движении песков возможны следующие режимы: посту 1ательное движение, когда в течение года ветры одного нап­равления резко преобладают над ветрами остальных направлений;

колебательное движение, когда летнее и зимнее действие ветров примерно уравновешивается и барханные цепи, периодически изменяя свое очертание, остаются на месте;

поступательно-колебательное движение, когда барханные цепи, периодически отступая, перемещаются в одном направлении, причем скорость перемещения песков в одном направлении меньше, чем в дру­гом. Вопрос о движении песков в пустынях СССР достаточно хорошо изучен; составлены карты движения песков.

Наибольшие трудности при проектировании дорог возникают в рай­онах поступательного перемещения песков. В связи с подвижностью рельефа песчаной поверхности отметки трассы, полученные при изыс­каниях, к моменту развертывания строительства оказываются изме­нившимися, что должно учитываться при рабочем проектировании.

При составлении планов организации дорожно-строительных работ в пустынях, а также развертывании службы эксплуатации необходимо учитывать резко континентальный климат, отсутствие воды и малую населенность. Практически пе всегда возможно одновременно развер­нуть строительство па всем протяжении трассы, так как приходится предварительно устраивать временные дороги, чтобы по ннм подвозить материалы, воду и т. д.

При трассировании дорог следует по возможности избегать участ­ков подвижных песков, даже если это связано с некоторым удлине­нием трассы. Необходимо стремиться использовать такыры и солон­чаки, через которые песок переносится не задерживаясь. В закреплен­ных растительностью песках наиболее удобны для проложения трассы ма.корасчлененные формы рельефа.

Наиболее благоприятны в отношении меньшей заносимости участ­ки дорог, направленные перпендикулярно к элементам песчаного релье­фа или параллельные ему. В первом случае дорога заносится только песком, приносимым ветрами, направленными под углом менее 30° к продольной оси гряды эолового рельефа. Эти ветры бывают реже и кратковременнее, чем ветры преобладающих направлений.

При проложении дороги параллельно подвижным формам рельефа она в большей степени подвержена заносам, поэтому ближайшие бар­ханные цепн должны быть закреплены установкой на их наветренных склонах механических защит.

При пересечении барханов, гряд или цепей рекомендуется выбирать наиболее низкие участки, не боясь в случае необходимости устройства выемок и высоких насыпей. Трассу дороги следует максимально уда­лять от приближающихся форм рельефа, предусматривая их закрепле­ние и возможность переноса песка через дорогу. В барханных це­пях или грядовых песках целесообразно располагать трассу в межбар- хапиых понижениях в нулевых отметках или использовать одну из 340 цепей для устройства земляного полотна. Расположение земляного по­лотна на склонах песчаных элементов рельефа всегда бывает связано с необходимостью сложных укрепительных работ и Не приводит обыч­но к положительным результатам.

Трассу дороги удаляют от гряд или барханов не менее чем на двух­кратную их высоту. Руководствуясь розой вегров, можно установить, к какой стороне гряд можно наиболее безопасно приближать дорогу.

Земляное полотно дороги проектируют в невысоких насыпях с ра­бочей отметкой 0,5—0,6 м и пологими откосами 1:4—1:5. Мелкие ре­зервы, глубиной до 0,2 м располагают с наветренной стороны. Насып I высотой более 1 м через межгрядовые или межбарханные понижения следует проектировать с использованием песка из уширяемых выемок или карьеров, размещаемых не ближе 50. м от дороги с подветренной полосы. При отсыпке их из мелкого барханного песка откосам придают крутизну 1:2. Поверх земляного полотна и на его откосах укладывают слои связного грунта, защищающие песок от выдувания и проникания в него каменных материалов дорожной одежды (рис. XXX111.7).

Высокие насыпи можно отсыпать нормального поперечного профи­ля с заложением откосов 1:1,5. Насыпи высошй до 2 м на дорогах I ка­тегории отсыпают с откосами 1:3 (рис. ХХХШ.8).

Улучшение продуваемости выемок уположиваиием их откосов в районах переноса песков не может полностью устранить опасность песчаных заносов. Поэтому ограничиваются тем, что выемки делают с откосами 1:2, разделывая их под насыпь высотой 0,3—0,4 м с откоса­ми 1:4, Дорожное полотно в выемках уширяют, устраивая бермы ши­риной не менее 4—0 м, на которых во время сильных ветров отклады­вается песок, не прерывая движение по дороге (рис. ХХХШ.9).

В зависимости от местных условий откосы и обочины насыпей и вы­емок укрепляют связным грунтом, грунтами, обработанными вяжу­щими, мощением, щитами, сделанными из ветвей деревьев или кустар­ников.

В заросших песках земляное полотно устраивают с откосами 1:2, избегая повреждения растительности на придорожной полосе. Па не- заросших песках предусматривают планировку придорожной полосы на ширину 15—40 м, разравнивая на ней подвижные формы рельефа.

Рис. ХХХШ.7. Укрепление земляного полотна в зоне подвижных песков от раз­вевания ветром:

насыпь из песка; 2 — защитный слоя нз связного труита толщиной 10—30 см, 3— осно­вание дорожной одежды; — покрытие

Рис. ХХХШ 8 Поперечите профили насыпей в районах распространения песков с незаросшей и слабозаросшей поверхностью, с —в насыпях; б —в нулевых отметках; ; — Гранина полосы отвода; 2 — защитный слой из связного грунта толщиной 10—20 см; 3 — резерв (размеры в зависимости от высоты пасыг.и); 4 — планировка на глубину не

более 0.2 м

За пределами придорожной полосы на ширину до 200 м подвижные 4ормы рельефа должны быть закреплены механическими щитами или растител ьност ыо.

В связи с высокой впитьшаемоетью воды в песок водоперепуекные сооружения в глубине песков не строят Водоотвод должен быть обес­печен лишь на участках такыров, а также па участках трассы у окраи­ны песков, куда вода может стекать во время редких ливней с холмов, покрытых водонепроницаемыми породами.

Рис. ХХХШ.9. Поперечные профили выемок в незароспшх и елабозаросших

песках:

а—раскрытая выемка глубиной до 2 м; б—выемка, разделанная под насыпь; а—выемка

глубиной более 2 м;

1—граница полосы отвода, 2 — защитный слой из связного грунта толщиной 10—20 см 342

§ ХХХШ.4. закрепление ПЕСКОВ

Возведение земляного полотна автомобильной дороги изменяет ус­ловия движения ветропесчаного потока. В образовавшихся у дороги зонах затишья возникают песчаные отложения, а в местах образования завихрений возможно развеивание песка, из которого отсыпано зем­ляное полотно, что должно быть учтено при проектировании дороги.

' Уполаживание поперечною профиля земляного полотна пе может полностью защитить дорогу от заносов. Свободный, без образования от­ложений перенос песка через дорогу происходит лишь при очень поло­гих 01 косах с заложением 1:15—1:20. Необходимо также закрепить песчаный рельеф на придорожной полосе.

Вполне надежной и долговременной защитой дороги от песчаных заносов служит посадка вдоль нее широкой полосы трав и кустарников. Однако для создания придорожных защитных насаждений требуется несколько лет. Для ряда случаев, например при сильно засоленных и силыюподвижных песках, а также при глубоком'залегании грунто­вых вод, успешные методы закрепления песков растительностью пока еще не найдены

Наряду с укреплением песков растительностью для уменьшения пе­реноса песков используют механическую защиту — ограждение щита­ми. Действие такой Защиты сводится к созданию около щитов зон за­тишья, в которых откладывается песок. Наблюдения показали, что очертание валов песка около линии ограждений зависит от проницае­мости установленных щитов для ветрового потока.

Около сплошных щитов отложения накапливаются преимущественно передщитами. У полностью отработанного (занесенного) щи га отложе­ния имеют треуюльное сечение'с наклоном, равным углу внутреннего трения песка.

Вэлее целесообразны решетчатые щиты, через которые песок про­носится ветром. При этом скорость ветра гаси гея и песок равномер­ным слоем откладывается за щитом. Длина песчаных отложений полу­чается тем большей, чем выше процент просветов в щите (рис ХХХШ.10). Такие щиты можно легко переставлять на новое место после их отработки.

■ Формы рельефа закрепляют установкой миогорядных сплош­ных щшов: высоких, полускрытых и скрытых (рис. XXX 111.11). Усти- лочная защита используется для укрепления земляного полотна.

Рис. ХХХШ.10. Зависимость песчаных

отложений от плотности щитов: / — отложення за щитом; // — отложения

перед щитом; / — линия установки щитов; 2 — сплошной щит; 3 — Ш.ИГ с 25% просветов; 4 — щит с 50% просветов

Периодически переставляя щи­ты, можно замедлить движение пес­чаных валов, выровнять бархан­ный рельеф, раздвинуть песчаные валы вдоль дороги (в зонах с не-

Рис. ХХХШ 11-. Различные типы сплошных ограждений! / — высокие; //—полускрытые; III— скрытые, IV — устилочные

изменяющимся а течение года направлением ветров) или обеспечить накопление песчаных валов.

Одиночные барханы, наступающие на дорогу, можно перепустить через дорогу с малой скоростью, укрепляя нижнюю часть бархана кле­точными и скрытыми защитами, с тем чтобы перевевае.мый песок не затруднял эксплуатации дороги. По мере переноса через дорогу песка с верхней части бархана укрепление постепенно снимают, открывая для переноса новые слои песка.

Использование щитов для задержания песка и выравнивания релье­фа имеет недостаток — чрезвычайно большую трудоемкость и необхо­димость непрерывного творческого надзора за работой установленных линий ограждений.. Комплекс мероприятий по закреплению песков должен обязательно завершаться посадкой растительности.

Закрепляющее действие растительности на пески выражается в снижении скорости ветрового потока стеблями растений, в закрепле­нии песка сильно развитой корневой системой и в постепенном появле­нии связности песчаного покрова в результате накопления в нем расти­тельных остатков.

Растительность для закрепления того или иного участка песков должен выбирать специалист — агролесомелиоратор.

Работы по искусственному укреплению песков растительностью сводятся к засеву трав и посадке черенков кустарниковых растений пескоукрепителей при обязательном одновременном закреплении релье­фа песков розливом вяжущих материалов (эмульсии из маловязких битумов или битумов, разжиженных мазутом и нефтью).

Обработанная корка песка, не препятствуя прорастанию травы, приостанавливает развевание песка и ие задерживает песок, приноси­мый со стороны.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

М о т ы л е в Ю. Л. Устойчивость земляного полотна автомобильных дорог в засушливых и пустынных районах. М., «Транспорт», 1969. 230 е

Петров М, П. Подвижные пески и борьба с ними. М., Географгиэ, 1950, 454 с.Раздел девятый

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ, ГОРОДСКИХ ДОРОГ И УЛИЦ