Пучины на автомобильных дорогах.

Пучины - деформации и разрушения в виде бугров и сетки трещин, образующиеся при сезонном промерзании и оттаивании на дорожной одежде при определенных условиях. Они возникают в результате пучения (пучинообразования), неоднородных по площади проезжей части взбугриваний дорожной одежды, образующихся при одновременном сочетании следующих трех факторов: 1-интенсивного морозного влагонакопления,; 2-промерзания грунта под дорожной одеждой на глубину h_np > 0,5 м;

3-наличием мелких пылеватых песков и супесей, пылеватых суглинков и других пучинистых грунтов. Размер деформации пучения зависит от влажности грунта, глубины промерзания, продолжительности холодного периода, скорости промерзания грунта, прочности дорожной одежды. Неравномерное морозное пучение может достигать 8-10см, что существенно снижает скорость движения автомобилей.

Пучинообразование - накопление, перераспределение, замерзание и оттаивание воды в порах грунта вследствие сезонных изменений водно-теплового режима земляного полотна и дорожной одежды.

Процесс миграции воды протекает в зоне 0...-5°С. При наличии температурного градиента происходит термодиффузия пара от теплых слоев грунта к холодным. Водяной пар, охлаждаясь, конденсируется, увеличивая толщину пленки воды на частицах грунта и на кристаллах льда, и замерзает.

Льдообразование сопровождается увеличением объема на 9 % и значительным давлением в земляном полотне, что и вызывает поднятие в том числе неравномерное дорожной одежды.

Весной грунт оттаивает в первую очередь под дорожной одеждой. Лед переходит в жидкую фазу, которая под действием собственного веса мигрирует вниз и задерживается на мерзлом практически водонепроницаемом грунте. Над мерзлой поверхностью (донником) грунт переувлажняется.

Пучины чаще всего возникают в местах с затрудненным водоотводом и застоями воды около дороги, при высоком стоянии уровня грунтовых вод, а также при пылеватых грунтах земляного полотна. В районах сезонного промерзания грунтов земляного полотна должна быть обеспечена достаточная морозоустойчивость дорожных одежд. Мероприятия для обеспечения морозоустойчивости:

1-использование непучинистых или слабопучинистых грунтов для сооружения верхней части земляного полотна, находящегося в зоне промерзания; 2-осушение рабочего слоя ЗП, в том числе дренажа для увеличения расстояния от низа дорожной одежды до уровня подземных вод; 3-устройство гидроизолирующих или капилляропрерывающих прослоек для перехода от 2-й или 3-й схемы увлажнения рабочего слоя ЗП полотна к 1-й; 4-устройство морозозащитного слоя из непучинистых минеральных материалов (в т.ч. укрепление малыми дозами мин./орг.вяжущих); 5-устройство теплоизолирующих слоев, снижающих глубину или полностью исключающих промерзание грунта под дорожной одеждой; 6-устройство основания дорожной одежды из монолитных материалов (тощий бетона, обработанный минеральным или органическим вяжущим). Конструкция морозоустойчива, если соблюдено условие: l_пуч < l_доп, где l_пуч - расчетное (ожидаемое) пучение грунта ЗП; l_доп - допускаемое для данной конструкции пучение грунта.

Расчет на морозоустойчивость выполняют для характерных участков дороги, сходных по грунтово-гидрологическим условиям, имеющим одну и ту же конструкцию дорожной одежды и схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна.

Меры борьбы с пучинами состоят в том, чтобы обеспечить отвод воды от земляного полотна(в первую очередь боковых частей), осушить его грунты, ограничить или пресечь поступления поверхностных и грунтовых вод в рабочий слой, предохранить покрытие от разрушения; а там, где мер недостаточно, перестроить пучинистые участки с использованием прослоек из рулонных геосинтетических материалов. Для этого поднимают бровку ЗП, устраивают дренажи для понижения уровня грунтовых вод, закладывают в теле земляного полотна крупнозернистые прослойки из песка или гравия, прерывающие капиллярное поднятие.

Типовые мероприятия по ремонту пучинистых участков в зависимости от источника увлажнения грунтов:

I. Поверхностная вода на участках местности с необеспеченным стоком. (Расстояние от подошвы насыпи до уреза поверхностной воды - менее требуемой величины. Уклон кюветов в выемках менее 20 ‰. Отсутствует перемещение воды в дренирующем слое с верховой стороны. Подземные воды залегают на безопасной глубине.) - Профилирование и ремонт кюветов; уполаживание откосов насыпи; устройство берм; устройство в подошве насыпи экрана из водонепроницаемого грунта; повышение высоты насыпи; устройство морозозащитного (дренирующего) или теплоизолирующего слоя; устройство гидроизолирующей или капилляропрерывающей прослойки.

II. Атмосферные осадки, поступающие через покрытие и обочины при их неудовлетворительном состоянии (Отсутствие дренирующих слоев дорожной одежды, устройств по отводу воды из слоев дорожной одежды из зернистых материалов; выход из дренирующих слоев и устройств закрыт глинистым грунтом) - Ремонт покрытия, планировка и гидроизоляция обочин; отвод воды из слоев дорожной одежды.

III. Вода, перемещающаяся в дренирующем слое с верховой стороны (Места вогнутых переломов профиля на участках с затяжными продольными уклонами (более 30 ‰). Поверхностные воды находятся на безопасном расстоянии.) - Поперечный дренаж мелкого заложения; поперечный трубчатый дренаж; поперечный трубчатый дренаж совместно с продольными трубчатыми дренами.

IV. Подземные воды (верховодка или грунтовые воды) (Расстояние от низа дорожной одежды до уровня подземных вод менее безопасной глубины залегания этих вод.

Дата добавления: 2015-07-20