Технология дорожного строительства

1.9. Поверхностный и подземный дорожный водоотвод

Система дорожного водоотвода состоит из ряда сооружений, предназначенных для предотвращения переувлажнения земляного полотна, перехвата и отвода поступающей к нему воды. Водоотвод может быть поверхностный или подземный.

Поверхностный водоотвод устраивается в виде уклонов поперечного профиля, боковых канав (кюветов), водоотводных и нагорных канав, водопропускных сооружений.

Для отвода поверхностной воды поперечному профилю и дорожной одежде придают выпуклое очертание с уклоном от середины к обочинам при двускатном профиле. Чем меньше ровность поверхности покрытия, тем больший поперечный уклон ему придают, поскольку вода при стекании воспринимает сопротивление и может застаиваться в пониженных местах, просачиваться в покрытие и под него. На необходимость ограничения поперечного уклона в большую сторону оказывают влияние следующие факторы, связанные с безопасностью движения:
1) возможность сползания автомобиля при больших поперечных уклонах и скользкой поверхности дороги;
2) перегрузка внутренних колес при движении грузовых автомобилей со спаренными задними колесами посередине проезжей части, приводящая к повышенному износу шин и покрытия;
3) увеличение бокового увода автомобиля при поперечном уклоне, ухудшающее его управляемость, а следовательно, безопасность движения.

Обочинам придают больший поперечный уклон, чем покрытию, поскольку они устраиваются из другого материала, оказывающего большее сопротивление движению воды. Величина назначаемого уклона для обочин приведена в подразделе 1.3 данного издания.

На дорогах I и II категорий обочины должны быть укреплены на ширину не менее чем 0,75 м асфальтобетонными смесями, бетонными плитами, грунтами, укрепленными вяжущими материалами.

Поперечный профиль проезжей части обычно очерчивают по параболе или по двум наклонным прямым, сопряженным в средней части круговой вставкой длиной 2 м.

Для отвода воды от земляного полотна служат боковые, водоотводные, нагорные и осушительные канавы.

Боковые канавы (кюветы) устраивают в выемках или у насыпей с небольшими рабочими отметками. Им придают трапецеидальное сечение с шириной по дну 0,4...0,5 м и глубиной до 0,7...0,8 м, считая от бровки насыпи. Откосам канав в выемках придают заложение 1:1,5, а у низких насыпей - 1:3.

При возведении земляного полотна в сухих местах с быстрым стоком поверхностных вод устраивают боковые канавы в виде треугольных лотков глубиной не менее 0,3 м с крутизной откосов 1:3.

В выемках, расположенных в гравелистых или щебенистых грунтах, устраивают трапецеидальные канавы глубиной не менее 0,3 м с откосами 1:1.

Вода из боковых канав должна выводиться в пониженные места не реже чем через 500 м. Если дорога проходит по склону, для вывода воды из канавы, расположенной с нагорной стороны, под земляным полотном прокладывают трубы. В местах перехода из выемки в насыпь канавы отводят с нагорной стороны в резерв, а с низовой выводят на поверхность грунта в сторону от выемки.

Сечение водоотводных канав принимается равным сечениям тех каналов, из которых отводится вода. Для лучшего пропуска воды и уменьшения объемов земляных работ откосы водоотводных канав устраивают наибольшей крутизны, допустимой по условиям устойчивости грунтов.

Нагорным канавам придают трапециевидное поперечное сечение. Во избежание оползней на откосах выемки в местах переувлажнения грунтов расстояние нагорных канав от краев выемки должно быть не менее 5 м. На косогорах с уклоном 1:5 грунт из нагорных канав используется для устройства невысокого валика (банкета) между выемкой и нагорной канавой, предохраняющей дорогу от затопления при переполнении нагорной канавы.

При течении воды по канавам со скоростью, меньшей 0,4...0,5 м/с, взвешенные в воде грунтовые частицы выпадают в осадок и образуют отложения наносов. Для предотвращения этого канавам придают продольный уклон, который во 2-й дорожно-климатической зоне, к которой относится Беларусь, должен быть не менее 5‰.

Подземный водоотвод устраивают для предотвращения действия грунтовых вод на земляное полотно. Для этого сооружают подстилающие (дренирующие) слои дорожной одежды, дренажные воронки и закрытый дренаж.

Дренирующий слой дорожной одежды (рис. 1.10) устраивают из песка, гравия и других крупнозернистых материалов, имеющих коэффициент фильтрации не менее 1,0 м/сут. Толщина песчаного слоя назначается в зависимости от вида покрытия и грунта земляного полотна от 0,1 до 0,5 м.

Рис. 1.10. Схема подземного водоотвода

Дренажные устройства - комплекс сооружений, предназначенных для понижения уровня сбора грунтовых вод с их отводом из земляного полотна и из-под дорожных одежд. Различают: горизонтальный дренаж, к которому относятся трубчатый дренаж, сплошная прорезь, дренажная галерея, горизонтальные скважины (дрены), и вертикальный дренаж - забивные и сквозные фильтры, колодцы, сифонный дренаж. Дренажные устройства укладывают: выше водоупора глубокого залегания (несовершенный дренаж); на поверхности или ниже водоупора при неглубоком его залегании для полного перехвата подземных вод (совершенный дренаж).

Дренажная воронка - водоотводное устройство закрытого типа, сооружаемое под обочинами по обеим сторонам дорожной одежды в шахматном порядке и заполняемое дренирующим материалом, для отвода воды или осушения верхней части земляного полотна с выходом на дневную поверхность.

Закрытый дренаж состоит из уложенной в грунте дрены - трубы (гончарной, керамической, бетонной или деревянной), в стенах которой имеются отверстия для приема воды. Чтобы труба не засорялась грунтом, ее окружают пористой засыпкой.

При большом притоке грунтовых вод (более 1 л/с) и близком залегании водоносного слоя для отвода воды от выемки и понижения кривой депрессии устраивают перехватывающий экранирующий дренаж (рис. 1.11 а) со стороны откосной части.

Для понижения уровня грунтовых вод устраивают подкюветный дренаж по обе стороны от земляного полотна дороги (рис. 1.11 б).

Рис. 1.11. Схема перехватывающего дренажа выемки (а) и понижающего подкюветного дренажа (б)

Схемы закрытых дренажей: