1.9. Осушение верхней части земляного полотна и дорожной одежды

В условиях избыточного увлажнения нижнюю часть дорожной одежды устраивают из фильтрующих материалов в большинстве случаев из песков.

Качество песка для строительных работ определяют минералогическим составом, формой зерен, зерновым составом, содержанием пылевато-глинистых частиц, плотностью, пустотностью, фильтрационной способностью, влажностью и содержанием органических примесей.

В дорожном строительстве используют песок природный и дробленый, получаемый путем дробления горных пород. Разделение песка по зерновому составу приведено в табл. 1.8.

Таблица 1.8

Группы природного песка по крупности

Группа песка	Массовая доля полного остатка на сите №0,63, %	Модуль крупности, Мк
Крупный Средний Мелкий Очень мелкий	Св. 45 до 65 Св. 30 до 45 Св. 10 до 30 Менее 10	более 2,5 2,5…2,0 2,0…1,5 1,5…1,0

Пески с М_к меньше 1 не должны применяться для строительных работ.

По величине коэффициента фильтрации различают пески:

- хорошо фильтрующие 6…10 м/сут;

- среднефильтрующие 3…6 м/сут;

- слабофильтрующие 1…3 м/сут.

В период оттаивания земляного полотна свободная вода отжимается в пористый (дренирующий слой). Кроме того, в дренирующий слой поступает и часть поверхностной воды.

Для сброса воды из дренирующего слоя применяют:

1. сплошные песчаные слои;

1. поперечные трубы или прорези;

2. продольные и поперечные трубчатые дрены;

3. поперечные прорези мелкого заложения.

1. Сплошной песчаный слой весной в период оттаивания верхней части земляного полотна под проезжей частью не обеспечивает сброс воды из дренирующего слоя из-за того, что не произошло его оттаивание под обочинами. В результате в течение ряда дней грунт земляного полотна остается в переувлажненном состоянии, что в свою очередь ведет к разрушению дорожной одежды. Кроме того, при ширине обочины более 2,5 м и крутизне откосов насыпи 1:3 в технико-экономическом отношении устройство сплошного песчаного дренирующего слоя нецелесообразно (рис.1.9).

Рис. 1.9. Неравномерность оттаивания весной земляного полотна и дренирующего слоя, устраиваемого на всю ширину земляного полотна:

1 – покрытие; 2 – основание; 3 – дренирующий слой; 4 – земляное полотно; 5 – крупный щебень (гравий); 6 – противозаиливающая прослойка; 7 – снежный покров; 8 – последовательность оттаивания

2. При наличии песков с коэффициентом фильтрации более 5 м в сутки и удельным избытком свободной воды менее 2...3 л/м² в сутки отвод свободной воды из дренирующего слоя, устраиваемого только под проезжей частью дороги, можно осуществлять с использованием поперечных труб или прорезей (рис.1.10).

Рис.1.10. Конструкция поперечного трубчатого дренажа:

1 - покрытие; 2 - основание; 3 – дренирующий слой; 4 – зона свободной воды; 5 – дренажная труба; 6 – приемная часть воронки.

3. На сырых и мокрых участках во II дорожно-климатической зоне, особенно пылеватых грунтах, когда удельный избыток свободной воды превышает 3 л/м² в сутки и коэффициент фильтрации песков удовлетворяет расчету, рекомендуется устраивать продольные трубчатые дрены. В этом случае существенно уменьшается путь фильтрации (рис.1.11).

Рис. 1.11. Осушение дренирующего песчаного слоя продольными дренами с выпусками из них свободной воды поперечными дренами:

1 – продольная дрена; 2 – поперечная дрена; 3 – противозаиливающая прослойка (геотекстиль); 4 – уровень свободной воды; 5 – приемная часть (обсыпка из щебня или гравия)

4. На участках с продольным уклоном более поперечного свободная вода фильтруется в пористых слоях дорожных одежд, снижая срок их службы. С целью устранения продольной фильтрации дренирующий слой можно осушать поперечными прорезями мелкого заложения. Для повышения расхода воды в дренирующем слое по краям проезжей части следует устраивать продольные ровики с обязательной укладкой трубчатой дрены (рис.1.12).

Рис.1.12. Схема поперечной прорези мелкого заложения:

1 – трубчатая дрена; 2 – водоприемные отверстия; 3 – обсыпка из щебня (гравия); 4 - покрытие; 5 – основание; 6 – дренирующий слой; 7 – движение воды; 8 – уровень свободной воды в трубе

Технологический процесс устройства сплошного песчаного слоя мало чем отличается от устройства дополнительно слоя основания.

Технологический процесс устройства поперечных трубчатых дрен следующий:

• уплотнение грунта земляного полотна и тщательная планировка поверхности;

• рытьё поперечных ровиков;

• россыпь песка в ровиках;

• укладка труб;

• устройство присыпной части воронок;

• засыпка ровиков местным грунтом или песком с уплотнением;

• устройство дренирующего слоя.

Трубы для устройства дрен должны удовлетворять следующим условиям:

• не менять свойства в течении 50 лет;

• не являться питательной средой для микроорганизмов;

• не обладать хрупкостью и текучестью.

Стыки труб обертывают толем или полиэтиленовой пленкой. Верхний конец трубы должен входить на один диаметр в приемную часть, а нижний на 1,5...2 диаметра выступать относительно откоса насыпи. Выпуски дополнительно укрепляют, насадив бетонный или асбестобетонный наконечник большего диаметра со срезанной нижней частью.

Продольный трубчатый дренаж устраивают в две нитки. Технология устройства аналогична технологии устройства поперечного трубчатого дренажа.

Диаметр водопропускных отверстий не должен превышать 7,5 мм. При большем диаметре отверстий усиливается процесс заиливания труб. Наилучшее положение водопропускных отверстий достигается тогда, когда они сделаны ниже горизонтальной оси трубы под углом 22...25 град, в 2...3 ряда по длине труб с общим количеством круглых отверстий 70...90 на 1 м трубы. В пониженных местах продольного профиля из продольных дрен делают поперечные выпуски для сбрасывания воды.

Устройство поперечных прорезей мелкого заложения состоит из следующих операций:

• рытьё поперечных ровиков;

• укладка труб;

• устройство фильтровых обсыпок;

• засыпка песком и уплотнение.

Дренажные устройства выбирают с учетом природных условий местности, свойств грунтов, качества и стоимости местных песков, наличия дренажных труб. За счет хорошо работающего дренажа можно уменьшить толщину конструктивных слоев дорожной одежды.