Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.2.055-2015 Рекомендации по расчету дренажных дорожных конструкций.
ОДМ 218.2.055-2015
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЁТУ ДРЕНАЖНЫХ СИСТЕМ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский дорожный научно-исследовательский институт" (ФГБУ "РОСДОРНИИ") (д.т.н. И.П.Гамеляк, к.т.н. А.Е.Мерзликин, к.т.н. С.В.Щукин, инж. В.О.Мотуз)
2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства
3 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ на основании распоряжения Федерального дорожного агентства (Росавтодор) от 08.10.2015 N 1868-р
4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
1.1 Настоящий ОДМ устанавливает рекомендации по конструированию и расчету дренажных систем нежестких дорожных одежд автомобильных дорог общего пользования. ОДМ применим для проектирования дренажных систем вновь сооружаемых дорожных одежд, участков реконструируемых дорог, разработки альбомов типовых конструкций.
1.2 Настоящий ОДМ предназначен для использования при проектировании водоотводных систем автомобильных дорог и мостовых сооружений, обеспечивающих отвод воды с поверхности и из дренирующих слоев оснований, земляного полотна и дорожных одежд, а также их защиту от поступления подземных вод.
1.3 Целью расчетов дренажной системы является обеспечение водоотвода (расчеты на осушение) или размещение в дополнительном слое основания (расчеты на поглощение) всей воды, которая поступает в основание дорожной одежды в расчетный период (за весенний период таяния), а также обеспечение максимальной защиты земляного полотна от переувлажнения поверхностной водой.
1.4 Расчеты на дренаж дорожной одежды выполняют перед расчётами конструкции на прочность для определения минимальной толщины дополнительного слоя основания.
2 Нормативные ссылки
В настоящем ОДМ использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 1.5-2001 Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Общие требования к построению, изложению, оформлению, содержанию и обозначению.
ГОСТ 9.049-91 Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов.
ГОСТ 17.4.02-85* Государственный стандарт Союза ССР. Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ.
ГОСТ 3344-83 Международный* стандарт. Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия.
ГОСТ 3634-99 Международный стандарт. Люки смотровых колодцев и дождеприемники ливнесточных колодцев. Технические условия.
ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
ГОСТ 6665-91 Международный стандарт. Камни бетонные и железобетонные бортовые. Технические условия.
ГОСТ 32018-2012 Камни бортовые из горных пород. Технические условия.
ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.
ГОСТ 8411-74 Трубы керамические дренажные. Технические условия.
ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия.
ГОСТ 9128-2009 Межгосударственный стандарт. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.
ГОСТ 9941-81 Межгосударственный стандарт. Трубы бесшовные холодо- и теплодеформированные из коррозионно-стойкой стали. Технические условия.
ГОСТ 10146-74 Ткани фильтровальные из стеклянных крученых комплексных нитей. Технические условия.
ГОСТ 13015-2012 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения.
ГОСТ 18599-2001 Межгосударственный стандарт. Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия.
ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости.
ГОСТ 23558-94 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства.
ГОСТ 25100-2011 Межгосударственный стандарт. Грунты. Классификация.
ГОСТ 25192-2012 Межгосударственный стандарт. Бетоны. Классификация и общие технические требования.
ГОСТ 25621-83 Материалы и изделия полимерные строительные герметизирующие и уплотняющие. Классификация и общие технические требования.
ГОСТ 26633-2012 Межгосударственный стандарт. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.
ГОСТ 31416-2009 Межгосударственный стандарт. Трубы и муфты хризотилцементные. Технические условия.
ГОСТ Р 1.4-2004 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организации. Общие положения
ГОСТ Р 6.30-2003 Унифицированные системы документации. Унифицированная система организационно-распорядительной документации.
ГОСТ Р 50276-92 Материалы геотекстильные. Метод определения толщины при определенных давлениях.
ГОСТ Р 50277-92 Материалы геотекстильные. Метод определения поверхностной плотности.
ГОСТ Р 52398-2005 Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования.
ГОСТ Р 52608-2006 Материалы геотекстильные. Методы определения водопроницаемости.
ГОСТ Р 52748-2007 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения (с поправками к ГОСТ Р 52748-2007 от 01.07.2008).
ГОСТ Р 53201-2008 Трубы стеклопластиковые и фитинги. Технические условия.
ГОСТ Р 53238-2008 Материалы геотекстильные. Метод определения характеристик пор.
ГОСТ Р 55028-2012 Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Классификация, термины и определения.
ГОСТ Р 55030-2012 Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения прочности при растяжении.
ГОСТ Р 55031-2012 Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения устойчивости к ультрафиолетовому излучению.
ГОСТ Р 55032-2012 Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения устойчивости к многократному замораживанию и оттаиванию.
ГОСТ Р 55033-2012 Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения гибкости при отрицательных температурах.
ГОСТ Р 55035-2012 Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения устойчивости к агрессивным средам.
СНиП 2.06.15-85 Инженерная защита территорий от затопления и подтоплений.
СНиП 12-03-2001 Строительные нормы и правила. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.
СНиП 23-01-99 Строительная климатология.
СанПиН 2.2.3.1384-03 Гигиенические требования к организации строительного производства и строительных работ.
СП 31.13330.2012 Свод правил. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения (актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*).
СП 33-101-2003 Свод правил. Определение основных расчетных гидрологических характеристик.
СП 34.13330.2012 Свод правил. Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 2.02.05-85*).
СП 35.13330.2011 Свод правил. Мосты и трубы (актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*).
СП 40-102-2000 Свод правил. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования.
СП 48.13330.2011. Свод правил. Организация строительства (актуализированная редакция СНиП 12-01-2004)
СП 45.13330.2012 Свод правил. Земляные сооружения, основания и фундаменты (актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87).
СП 46.13330.2010 Свод правил. Мосты и трубы (актуализированная редакция СНиП 3.06.04-91).
СП 78.13330.2012 Свод правил. Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85).
СП 126.13330.2012 Свод правил. Геодезические работы в строительстве (актуализированная редакция СНиП 3.01.03-84).
СН 550-82 Инструкция по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб.
МР Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд.
ТР 102-08 Технические рекомендации по проектированию и строительству подземных трубопроводных систем безнапорной хозяйственно-бытовой и дождевой канализации с применением колодцев из полиэтилена.
ТР 168-05 Технические рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации дренажей из полиэтиленовых труб с фильтрующей оболочкой.
EN 13249:2005* Геотекстиль и продукты, родственные геотекстилю - Требуемые свойства для эксплуатации в строительстве дорог и иных поверхностей для движения транспорта (Gеotextiles and geotextile-related products - Required characteristics for use in the construction of roads and other trafficked areas).
EN 13252:2005 Геотекстиль и продукты, родственные геотекстилю - Требуемые свойства для эксплуатации в дренажных системах (Geotextiles and geotextile-related products - Required characteristics for use in drainage systems).
Примечание - При пользовании настоящим стандартом проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальных сайтах Национального органа Российской Федерации по стандартизации и НОСТРОЙ в сети Интернет или по ежегодно издаваемым информационным указателям, опубликованным по состоянию на 1 января текущего года. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться новым (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения, обозначения и сокращения
В настоящем ОДМ применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 влажность грунта оптимальная: Значение влажности грунта, соответствующее максимальной плотности сухого грунта.
3.2 водоотводная система: Система инженерных сооружений, предназначенная для сбора и отвода поверхностных и грунтовых вод, включающая инженерную подготовку рельефа местности с целью организации поверхностного стока.
3.3 водоприемный колодец (ВК): Колодец, устраиваемый в водоотводных системах для приема воды.
3.5 водосточная система: Система инженерных сооружений, предназначенная для сбора и отвода поверхностных вод.
3.6 геокомпозит: Геосинтетический материал, состоящий из полимерной (синтетической или натуральной) непрерывной матрицы, выполняющей роль связующего все компоненты материала, и из армирующего компонента.
3.7 геомат: Проницаемый пространственный геосинтетический материал из полимерных мононитей и/или других элементов (синтетических или природных), скреплённых механическим, и/или термическим, и/или химическим, или другими способами.
3.8 геомембрана: Геосинтетический материал, предназначенный для полной или частичной гидроизоляции.
3.9 геопластмасса: Геосинтетический материал, полученный методом экструзии, вспенивания расплава синтетического полимера или скреплением полимерных полос.
3.10 георешетка (geogrid): Плоский геосинтетический материал, имеющий сквозные ячейки правильной стабильной формы, размеры которых превышают наибольший размер поперечного сечения рёбер, образованный путем экструзии, склеивания, термоскрепления или переплетения рёбер, противостоящий растяжению (внешним нагрузкам) и выполняющий роль усиления конструкции.
3.11 геосетка (geonet): Геосинтетический материал, имеющий сквозные ячейки лабильной формы, размеры которых превышают наибольший размер поперечного сечения рёбер, образованный путём экструзии или переплетением рёбер.
3.12 геосинтетический материал: Материал из синтетических или природных полимеров, неорганических веществ, контактирующий с грунтом или другими средами, применяемый в дорожном строительстве.
3.13 геотекстиль: Геосинтетический материал, получаемый по текстильной технологии.
3.14 гидроизоляция: Предотвращение или ограничение перемещения жидкости.
3.15 дорожная конструкция: Система, в которую включают дорожную одежду и рабочий слой земляного полотна.
3.16 дрена: Подземный искусственный водоток для сбора и отвода почвенно-грунтовых вод и аэрации почвы.
Примечание - Дрены различают по назначению (осушители, коллекторы), конструкции и материалам: трубчатые (гончарные, деревянные, пластмассовые и др.), полостные (кротовые, щелевые), с заполнителями (гравийные, фашинные).
3.17 дрена закромочная: Дрена, укладываемая вдоль кромки дорожного покрытия, предназначенная для сбора и отвода воды из дренирующего слоя искусственного покрытия.
3.18 дрена экранирующая: Дрена, предназначенная для перехвата и отвода подземных вод или верховодки со смежных с дорожным покрытием территорий вдоль кромок дорожных покрытий.
3.19 дренаж: Естественное или искусственное удаление воды с поверхности земли и поступающей грунтовой воды к сооружению.
3.20 дренаж горизонтальный: Система трубчатых дрен, канав, лотков.
3.21 дренаж комбинированный: Система, сочетающая горизонтальную дрену с рядом вертикальных дренажных колодцев. Применяют его в тех случаях, когда один вертикальный или один горизонтальный дренаж не может обеспечить требуемого перехвата подземных вод.
3.22 дренаж комбинированный плоскостной: (многослойный композиционный дренирующий материал, дренажный геомат, дренажный геокомпозит, плоская геодрена): Комбинированный геосинтетический материал в определении ГОСТ Р 55028, включающий слой (слои) нетканого геотекстильного материала, выполняющего роль фильтра, и слой, формирующий объемную структуру геосинтетического материала - дренажное ядро (геомат, георешетка, геосетка, геопластмасса) и выполняющий функции дренирования дорожных конструкций.
3.23 дренажная система: Система инженерных сооружений, предназначенная для понижения уровня подземных вод и их отвода.
3.24 дренажная труба: Труба, предназначенная для точечного сбора ливневых и сточных вод из дренажных каналов и сброса их в систему водоотведения моста.
3.25 дренажное ядро: Структурный геосинтетический материал (геомат, георешетка, геосетка, геопластмасса), выполняющий функцию дренирования дорожных конструкций.
3.26 дренажный канал: Канал с дренирующим материалом, предназначенный для сбора поверхностных атмосферных сточных вод и атмосферных осадков и отвода их в дренажные трубы или за пределы моста.
3.27 дренажный колодец: Специальная конструкция, которая используется для сбора дренажных вод.
3.28 дренирование: Сбор и перенос осадков, грунтовой воды и других жидкостей в плоскости материала.
3.29 дренирующий слой: Элемент конструкции дорожной одежды, выполняющий дренирующие и морозозащитные функции.
3.30 защитно-дренажный слой: Способ осушения верхней части земляного полотна и основания дорожной одежды путем укладки в тело насыпи изолирующих прослоек из дренирующих геокомпозитов или водопаронепроницаемых геосинтетических материалов с целью прерывания перемещение влаги из нижних переувлажненных горизонтов в верхние, что улучшает влажностный режим верхней части земляного полотна в зоне промерзания и уменьшает зимнее вспучивание конструкции.
3.31 капилляропрерывающая прослойка: Создаёт преграду для подъема капиллярной воды, располагается в насыпях на всю ширину на глубине 1 м от бровки земляного полотна, устраивается из щебня или гравия фракции 5…10 мм толщиной 20…40 мм, сверху и снизу прослойки устраивают противозаиливающие слои из топочных шлаков, высевок фракции от 0,1 до 5 мм, геотекстиля толщиной 3,0…5,0 мм и других местных материалов, не подвергающихся гниению.
3.32 ливневая канализация: Наружная канализационная сеть, предназначенная для отведения атмосферных сточных вод.
3.34 слабое основание земляного полотна: Основание земляного полотна, в котором в пределах нагруженной зоны имеются слои слабых грунтов с модулем деформации менее 5 МПа общей мощностью не менее 0,5 м.
3.35 устройство водоотводных систем: Комплекс работ по строительству водоотводных систем.
3.36 устройство дренажных систем: Комплекс работ по строительству дренажных систем.
_________________
* Для отдельных разновидностей материалов определение параметров возможно по иным стандартам.
4 Основные положения
4.1 Документ содержит нормы и указания по конструированию и расчёту дренажных конструкций одежд автомобильных дорог общего пользования. Им следует пользоваться при:
- проектировании дренажных конструкций одежд на вновь сооружаемых дорогах и на участках реконструируемых дорог;
- разработке каталогов и альбомов типовых решений дорожных одежд на дорогах общего пользования.
4.2 Настоящий документ регламентирует применение геодрен в дренажных системах при строительстве и реконструкции автомобильных дорог, дополняя положения СП 34.13330.2012, ОДН 218.046-01 [1] с учетом особенностей свойств современных геосинтетических материалов. При разработке документа учтены данные международного опыта, в частности, положения стандартов EN 13252:2005, EN 13249:2005.
Документ не распространяется на проектирование понижающего и перехватывающего дренажа. При необходимости защиты автомобильной дороги от поступления подземных и напорных вод необходимо руководствоваться соответствующими положениями СНиП 2.06.15-85, СП 31.13330.2012 и других соответствующих нормативных документов.
4.3 Дренажная система (дренирующий слой и водоотводящие устройства) необходима в традиционных конструкциях дорожных одежд со слоями из зернистых материалов на земляном полотне из слабофильтрующих грунтов (пылеватых песков, непылеватых песков с коэффициентом фильтрации менее 0,5 м/сут, глины) во II и III дорожно-климатических зонах для всех схем увлажнения рабочего слоя, в IV и V зонах - для 3-й схемы (таблица 1) [1].
Таблица 1 [1]
Схема увлажнения рабочего слоя | Источники увлажнения | Условия отнесения к данному типу увлажнения |
1 | 2 | 3 |
1 | Атмосферные осадки | Для насыпей на участках 1-го типа местности по условиям увлажнения. Для насыпей на участках местности 2-го и 3-го типов по условиям увлажнения при возвышении поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых и поверхностных вод или над поверхностью земли, более чем в 1,5 раза превышающем требования табл.2. |
|
| Для насыпей на участках 2-го типа при расстоянии от уреза поверхностной воды (отсутствующей не менее 2/3 летнего периода) более 5-10 м при супесях; 2-5 м при легких пылеватых суглинках и 2 м при тяжелых пылеватых суглинках и глинах (меньшие значения следует принимать для грунтов с большим числом пластичности; при залегании различных грунтов - принимать большие значения). |
|
| В выемках в песчаных и глинистых грунтах при уклонах кюветов более 20‰ (в I-III дорожно-климатических зонах) и при возвышении поверхности покрытия над расчетным горизонтом грунтовых вод более чем в 1,5 раза превышающем требования табл.2. При применении специальных методов регулирования водно-теплового режима (капилляропрерывающие, гидроизолирующие, теплоизолирующие и армирующие прослойки, дренаж и т.п.), назначаемых по специальным расчетам. |
2 | Кратковременно стоящие (до 30 сут) поверхностные воды, атмосферные осадки
| Для насыпей на участках 2-го типа местности по условиям увлажнения при возвышении поверхности покрытия не менее требуемого по табл.2 и не более чем в 2 раза превышающем эти требования и при крутизне откосов не менее 1:1,5 и простом (без берм) поперечном профиле насыпи. Для насыпей на участках 3-го типа местности при применении специальных мероприятий по защите от грунтовых вод (капилляропрерывающие слои, дренаж), назначаемых по специальным расчетам, отсутствии длительно (более 30 сут) стоящих поверхностных вод и выполнении условий предыдущего абзаца.
В выемках в песчаных и глинистых грунтах при уклонах кюветов менее 20‰ (в I, II зонах) и возвышении поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод более чем в 1,5 раза превышающем требования табл.2. |
3 | Грунтовые или длительно стоящие поверхностные воды (более 30 сут) | Для насыпей на участках 3-го типа местности по условиям увлажнения при возвышении поверхности покрытия, отвечающем требованиям табл.2, но не превышающем их более чем в 1,5 раза. То же для выемок, в основании которых имеется уровень грунтовых вод, расположение которого по глубине не превышает требований табл.2 более чем в 1,5 раза |
Специальные мероприятия по осушению необходимы в случаях, когда количество воды, поступающей в основание дорожной одежды в отдельные периоды, больше, чем может разместиться в порах конструктивных слоев одежды и подстилающего грунта без снижения их способности сопротивляться нагрузкам от движущихся автомобилей. Как правило, специальные мероприятия по осушению следует предусматривать:
- на участках с земляным полотном из слабофильтрующих грунтов во всех случаях, когда можно ожидать в отдельные периоды года увлажнения грунта до полной влагоемкости (при близком залегании подземных вод, на длительно подтапливаемых участках и т.д.);
- в районах с большим количеством осадков на участках, где возможно скопление в основании проезжей части воды, проникающей с поверхности (участки с затяжными продольными уклонами, при сравнительно легко водопроницаемых покрытиях и грунтах обочин, участки, прилегающие к газонам, и т.д.).
Таблица 2 [1]
Грунт рабочего слоя | Наименьшее возвышение поверхности покрытия, м, в дорожно-климатических зонах | |||
| II | III | IV | V |
Песок мелкий, супесь легкая крупная и легкая | 1,1 0,9 | 0,9 0,7 | 0,75 0,55 | 0,5 0,3 |
Песок пылеватый, супесь пылеватая | 1,5 1,2 | 1,2 1,0 | 1,1 0,8 | 0,8 0,5 |
Суглинки легкий и тяжелый, глины | 2,2 1,6 | 1,8 1,4 | 1,5 1,1 | 1,1 0,8 |
Супесь тяжелая пылеватая, суглинки легкий пылеватый и тяжелый пылеватый | 2,4 1,8 | 2,1 1,5 | 1,8 1,3 | 1,2 0,8 |
Примечание - Над чертой - возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 сут) стоящих поверхностных вод, под чертой - то же, над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 сут) стоящих поверхностных вод.
| ||||
4.5 Дренажная система дорожной одежды включает: плоскостной горизонтальный дренаж, дополняемый (если требуется) прикромочным и поперечным дренажом мелкого заложения.
При устройстве всех слоев дорожной одежды из монолитных материалов в качестве плоскостного горизонтального дренажа после технико-экономического обоснования допускается применять (вместо дренирующего слоя) прослойку из геотекстильного материала толщиной не менее 4 мм с коэффициентом фильтрации не ниже 50 м/сут с выпуском полотнищ на откосы насыпи на высоту не менее 0,5 м. Выбор материала в этом случае производится по специальным указаниям.
Осушение конструкции осуществляется обычно путем укладки в основание проезжей части дренирующего слоя из фильтрующих материалов с обеспечением выпуска из него воды.
Дренирующие слои в основании проезжей части устраивают из песка, пористых гравийно-песчаных и щебеночно-песчаных смесей, шлака и других местных материалов.
Необходимый в каждом отдельном случае коэффициент фильтрации материала дренирующего слоя устанавливается расчетом по номограммам рис.3-9 данного Документа. Однако не следует применять материалы, коэффициент фильтрации которых в уплотненном состоянии менее 1 м/сутки.
В районах II и III климатических зон материалы для дренирующего слоя должны быть морозоустойчивыми. Кроме того, к материалам предъявляются требования в отношении прочности, так как дренирующие слои, как и другие элементы конструкции, воспринимают напряжения от временных нагрузок и участвуют в передаче и распределении их на подстилающий грунт.
4.6 Проектирование мероприятий по дренированию дорожной одежды осуществляют в такой последовательности:
а) дорогу разделяют на типичные участки по продольному профилю и природным условиям (характер рельефа местности, наличие водотоков, пересекающих дорогу, и др.) с учетом особенностей конструкции земляного полотна (насыпь высотой по СНиПу, выемка или насыпь высотой ниже требуемой, переходный участок от насыпи к выемке) и дорожной одежды (монолитные слои основания, морозозащитные или теплоизолирующие слои из укрепленных материалов), обеспеченности материалами для дренирующего слоя, дренажными трубами и геотекстильными материалами; возможности осуществления мер по ограничению притока воды в дорожную конструкцию;
б) для типичных участков определяют количество воды, поступающей в основание за сутки и за расчетный период, предусматривая меры по ограничению притока воды в дорожную конструкцию;
в) намечают варианты дренажных конструкций;
г) обосновывают расчетом толщину дренирующего слоя для данных условий или определяют коэффициент фильтрации для дренирующего материала в заданной дренажной конструкции.
При проектировании дренирующего слоя необходимо, помимо осушения, учитывать необходимость обеспечения сдвигоустойчивости самого зернистого материала и прочности всей дорожной конструкции.
Если материалы для дренирующего слоя обладают различными коэффициентами фильтрации, а также в случаях, когда могут быть запроектированы устройства разных типов для отвода воды из дренирующего слоя, разрабатывают несколько вариантов, в том числе с использованием геосинтетических материалов, и на основании технико-экономического сравнения выбирают наиболее рациональный.
4.7 Дренажную систему следует проектировать с учетом объема притока воды, поступающей в основание дорожной одежды в расчетный период, водопроницаемости дренирующего слоя и конструкции земляного полотна.
4.8 При выборе конкретного мероприятия по регулированию притока проводится технико-экономическое сравнение вариантов по критериях минимальной толщины дренирующего слоя, стоимости устройства песчаных дополнительных слоев или геотекстильных композитных дренажных прослоек. Более общим является критерий приведенных затрат на строительство и ремонт дорожной конструкции.
Комбинированный плоскостной горизонтальный дренаж - это универсальная конструкция для большинства участков дорог (рисунок 1).
Основные варианты конструктивных решений плоскостных дренажей дорожной одежды комбинированной системы (с использованием современных геосинтетических материалов в сочетании с трубчатыми дренами) представлены на рисунках 1а), 1б), 1в), дренажа с выводом на откос - на рисунке 1г).
Рисунок 1 - Основные варианты конструктивных решений плоскостных дренажей с применением геосинтетических материалов
Поперечный дренаж мелкого заложения устраивают для поперечного перехвата воды, движущейся в дренирующем слое вдоль дороги, на участках с продольным уклоном свыше 20‰, а также с затяжными продольными уклонами, превышающими поперечные, в местах вогнутых вертикальных кривых и на участках уменьшения продольных уклонов (рисунок 2).
1 - поперечная прорезь
Рисунок 2 - Схема расположения поперечных прорезей (1) в плане: со сбросом воды в одну сторону при односкатном поперечном профиле на виражах (а); со сбросом воды в обе стороны при двускатном поперечном профиле проезжей части (б)
Дренажные трубы и дренирующие геокомпозиты следует размещать на глубине ниже 0,2 м от глубины промерзания в данном районе строительства по карте изолиний глубины промерзания Znp(cp) грунтов на территории СНГ (рис.4.4 ОДН 218.046-01). При невозможности обеспечения этого мероприятия следует обеспечивать защиту дренажной системы от промерзания путем устройства теплоизолирующих слоев из теплоизолирующих материалов или геоплит. Расчет теплоизоляции осуществляется в соответствии с разделом 4 (расчет на морозоустойчивость дорожных одежд ОДН 218.046-01).
4.10 При устройстве дренирующих слоев, работающих по принципу поглощения, требуется устраивать слои из песчаного грунта толщиной 0,30-0,5 м и принимать в расчет на прочность дорожной одежды значения прочностных характеристик песчаного грунта с учетом более продолжительного периода его нахождения в неблагоприятном расчетном состоянии.
Для устройства дренирующего слоя, работающего по принципу осушения следует применять материалы с коэффициентом фильтрации не менее 1 м/сут. При одновременном выполнении слоем дренирующих и морозозащитных функций целесообразны материалы с коэффициентом фильтрации 1-2 м/сут.
4.11 В зависимости от условий увлажнения можно выделить три модели дорожных одежд.
Первая модель - с водопроницаемым для осадков покрытием и пористым нижним дополнительным слоем основания характерна для мостовых, щебеночных (гравийных) покрытий и старых дорожных одежд с покрытиями имеющими разрывы сплошности (трещины, ямочность и т.п.). В этом случае дополнительный слой выполняет функцию дренирования воды. Для повышения устойчивости одежд он устраивается из стабильных к увлажнению материалов.
Вторая модель - с водопроницаемым пористым дополнительным слоем и водонепроницаемыми покрытиями (асфальтобетон, поверхностная обработка, цементобетон). В конструкциях одежд этой модели очень широко для дренирующего дополнительного слоя применяют пористые материалы (песок, щебень, гравийно-песчаную смесь, шлаки и др.).
Наличие пористого (дренажного) слоя в этом случае рационально использовать, если близко залегают грунтовые воды (во II и III дорожно-климатических зонах для всех схем увлажнения рабочего слоя, а также в IV и V зонах - для 3-й схемы). Если грунтовые воды залегают глубоко, пористый слой не только не выполняет функции дренирования, а наоборот, ухудшает водный режим. В связи с этим при наличии водонепроницаемых покрытий устройство песчаного слоя, а также применение других пористых материалов для граничного слоя на участках с глубоким залеганием грунтовых вод (в IV и V зонах - для 1-й и 2-й схемы) нецелесообразно.
Третья модель - с водонепроницаемым покрытием и плотным дополнительным нижним слоем. Эта модель рекомендуется для современных дорожных одежд, где все слои плотные и укреплены вяжущим (асфальтобетон, основание из укатываемого бетона, дополнительное основание на границе с земляным полотном, грунтоцемент и т.п.). Такие конструкции имеют наибольшую устойчивость, поскольку практически исключено проникновение к слою воды сверху и снизу. В этом случае материалы между покрытием и граничным слоем находятся как бы в водонепроницаемой обойме. Это позволяет применять в промежуточных слоях одежды маловодостойкие, неморозостойкие и малопрочные плотные материалы.
4.12 При проектировании водоотвода и дренажа на автомобильных дорогах учитываются следующие типы водного питания грунтов: намывное, атмосферное, грунтовое, грунтово-напорное и пучинное.
Намывное питание (затопление) вызывается притоком поверхностных вод с участков, расположенных за пределами дорожной одежды, а также подъемом воды в ближайшем водоеме во время паводков или длительных интенсивных ливней.
Атмосферное питание вызывается дождевыми осадками и талыми водами от весеннего снеготаяния. Характерно для площадей с малыми уклонами.
Грунтовое питание характеризуется переувлажнением поверхности дорожной одежды в результате капиллярного поднятия влаги от уровня грунтовых вод, стекающих и частично застаивающихся на водоупорном слое.
Грунтово-напорное питание обусловлено притоком грунтовой напорной воды по водоносному слою, перекрытого слоем слабопроницаемого грунта (глины, суглинка). Напор воды создается за счет подпора воды в близлежащих водоемах или при стоке грунтовой воды с более возвышенных участков.
Пучинное питание вызывается оттаиванием весной ледяных кристаллов и линз, накопленных в грунте за зимний период. Этот тип влагонакопления наиболее важен для автомобильных дорог в I-II дорожно-климатической зоне.
Все типы водного питания могут встречаться как в обособленном виде, так и в сочетании нескольких из них. В зависимости от дорожно-климатической зоны, конструкции дорожной одежды и условий эксплуатации один из типов водного питания может быть превалирующим.
Значительное влияние на водный режим земляного полотна оказывает дорожная одежда и особенно состояние ее покрытия и нижних дополнительных слоев, которые должны быть теплоизолирующими. В одних и тех же грунтовых, гидрологических и климатических условиях под дорожными одеждами с различными водно-тепловыми свойствами накапливается различное количество влаги, что обусловливает различную прочность грунта полотна.
Для дорог I-II категории во III-V дорожно-климатической зонах увлажнение земляного полотна и слоев дорожной одежды происходит главным образом вследствие миграции пленочной или капиллярной влаги снизу от водонасыщенных горизонтов, не заполняющей сплошь поры грунта при значительной роли водяных паров. Таким образом основным конструктивным фактором для регулирования ВТР дорожной конструкции является устройство в пониженных местах рельефа парогидроизоляционного слоя в виде геокомпозитного дренажного мата или грунта в обойме (материалы и горные породы в обойме из геосинтетических материалов).
4.13 Для обеспечения устойчивости земляного полотна, возводимого из связных грунтов, необходимо ограничить поступление в них влаги снизу и предусмотреть мероприятия для быстрейшего отвода из основания дорожной одежды воды, освобождающейся при оттаивании мерзлых грунтов, а также проникающей с поверхности автомобильной дороги.
Необходимо предусматривать следующие мероприятия для отвода из основания проезжей части воды, освобождающейся при оттаивании мерзлых грунтов, а также проникающей с поверхности автомобильной дороги:
1) Увеличение расстояния от низа дорожной одежды до уровня грунтовых вод (УГВ) (возведение более высокой насыпи, понижение уровня грунтовых вод). Конструктивно и технологически удобнее поднимать бровку земляного полотна.
2) Сооружение земляного полотна из крупнообломочных грунтов, отходов промышленного производства, песков, непылеватых супесей и суглинков.
3) Устройство гидроизолирующих слоев из полиэтиленовой пленки, тонкого слоя грунта, обработанного битумом, гидроизола и других материалов, устойчивых к агрессивному воздействию грунтовых вод. Устройство гидроизоляционных слоев применяется для различных гидрогеологических условий, например, при глубоком залегании грунтовых вод. Для улучшения водно-теплового режима в активной зоне целесообразно ниже ее глубины заложить гидроизоляцию. Гидрофобизация грунтов активной зоны - это укрепление грунтов активной зоны органическими и минеральными вяжущими, высокомолекулярными соединениями и другими материалами, обеспечивающими гидрофобность грунтов. Этот способ перспективен для улучшения водно-теплового режима.
4) Устройство в теле земляного полотна капилляропрерывающих прослоек из щебня, щебеночно-песчаных или гравийно-песчаных смесей. Для обеспечения незбивания зернистого слоя в процессе эксплуатации рекомендуется его обертывание геотекстильным материалом (термоскрепленным дренирующим геотекстилем и т.п.). Регулирование водно-теплового режима за счет рационального конструирования одежды и устройство капилляропрерывающих прослоек особенно эффективно при глубоком залегании грунтовых вод, когда преобладает парообразный источник увлажнения. В таком случае рационально располагать паронепроницаемые слои в дорожной конструкции.
5) Устройство теплоизолирующего слоя из пенопласта, пеностирола, газобетона, пенобетона, пеностекла и других теплоизоляционных материалов, с морозостойкостью не ниже требований норм для оснований. Устройство морозостойких, а также теплоизолирующих слоев - эффективная мера при регулировании водно-теплового режима в районах с глубоким сезонным промерзанием грунтов и их интенсивным вспучиванием при наличии вечномерзлых льдонасыщенных грунтов, оттаивание которых может вызвать большую осадку. Снижение температурных градиентов в активной зоне способствует также уменьшению интенсивности миграции влаги. Эффективность этого мероприятия увеличивается для участков с преобладанием термодифузии водяного пара в общем балансе миграционного процесса.
6) Дренирующие слои в основании дорожной одежды следует предусматривать при земляном полотне из глинистых грунтов и пылеватых песков в случаях, предусмотренных п.4.3 Документа. Отвод избыточной воды путем устройства дренажного слоя (плоскостной дренаж) - распространенный способ улучшения водно-теплового режима, применяется в основном в зоне избыточного увлажнения на участках с третьим типом местности, реже со вторым и мало эффективен на участках с первым типом.
7) В большинстве случаев, особенно на морозоопасных участках, рациональным является устройство верхней части земляного полотна из дренирующего материала, без специальных водоотводящих устройств, выполняющего функции морозозащитного слоя.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.
