Конструкции укрепления водоотводных

Автор С.Н. Щукин, главный специалист отдела «Геотехники и геосинтетических материалов» ФАУ «РосдорНИИ»

Принятие оптимального конструктивного решения при создании дополнительного защитного слоя в сооружениях поверхностного водоотвода является задачей, при решении которой необходимо знать все расчетные параметры работы материала защиты и конструкции сооружения.

Основное назначение водоотводных сооружений, примыкающих к основанию земляного полотна, состоит в отводе паводковых вод в весенний период и дождевых вод. Эти кратковременные периоды, характеризующиеся высоким уровнем воды и большими скоростями течения, могут значительно усложнить нормальную эксплуатацию автомобильной дороги.

Выбор материала для устройства дополнительного слоя в конструкции одежды укрепления направлен на возможность выполнения избирательно или в комплексе следующих задач: повышение устойчивости откосов земляного полотна автомобильных дорог в условиях совместного воздействия энергии падающих капель дождя и водного потока; повышение устойчивости водоотводных канав; защита сезонно и постоянно подтапливаемых откосов насыпей автомобильных дорог от разрушения под воздействием водной нагрузки, в том числе энергии набегающих волн; повышение эрозионной стойкости поверхности откосов под воздействием водной нагрузки; формирование оптимальных условий для закрепления корневой системы растений и водорослей при использовании биологических способов укрепления поверхности; уменьшение затрат на производство дорожных работ за счет сокращения объемов использования традиционных дорожно­строительных работ при строительстве и дальнейшей эксплуатации.

Допустимая скорость течения, при которой не происходит размыва, зависит от рода и состояния грунта, способа его укрепления, а также от параметров водоотводного сооружения. В последнее время наблюдается разделение одежды укрепления на два типа – габионные конструкции и бетонная облицовка. В редких случаях применяется асфальтобетонная облицовка. Минимальная средняя скорость течения (неразмывающая) для таких покрытий, в зависимости от глубины потока, составляет около 4,0 м/сек. Работа этих конструкций эффективна при высоких скоростях потока. В практике строительства для защиты водоотводных сооружений встречаются примеры использования рулонных геоматериалов, представляющих собой материалы, состоящие из геосинтетического материала и каменного (бетонного) заполнителя. Такие материалы можно рассматривать как новые (альтернативные) способы защиты, которые целесообразно использовать для укрепления насыпей земляного полотна автомобильных дорог в условиях сезонного или постоянного подтапливания, при защите водопропускных канав, лотков и многоступенчатых перепадов, при максимальной средней скорости течения потока до 3,5 м/с.

Примером таких материалов является геомат, заполненный черным щебнем – в общем определении это материал, представляющий собой полиамидную конструкцию с подложкой из полиамидных мононитей, скреплённых термическим способом, толщиной 22 мм, заполненную горячей органоминеральной смесью из щебня и битумного вяжущего материала. На фото 1 приведены примеры объектов с таким материалом.

Назначение конструктивно­технологических решений по укреплению с применением материала «геомат, заполненный черным щебнем» должно выполняться в соответствии с действующими в дорожном строительстве техническими и нормативными документами, на основе технико­экономического сопоставления вариантов, основываясь на получении технического эффекта в виде повышения надежности работы поверхностного водоотвода, качества строительства, долговечности, а также особенности работы дополнительного покрытия в сложных погодно­климатических и грунтово­гидрологических условиях.

Но, так как по данному материалу отсутствуют расчетные характеристики, позволяющие эффективно оценить и определить область применения в дорожном строительстве, в 2013–2014 гг. были проведены исследования фрагмента канала с покрытием из материала «геомат, заполненный черным щебнем» (геомат композиционный марки «Энкамат А20»). В процессе исследований изучалась работа физической модели с параметрами потока, соответствующими натурным условиям работы, проводились комплексные гидравлические исследования кинематических характеристик потока; гидравлического сопротивления материала; предельных средних скоростей и так далее.

Результатом исследований стало получение недостающих данных для гидравлического расчета водопропускных сооружений с такой противоэрозионной защитой и определения диапазона их устойчивой безопасной работы, использования этих результатов исследований при проектировании водопропускных сооружений с одеждой укрепления против разрушительного воздействия воды. Основные этапы исследований приведены на фото 2 и 3.

Исследования проводились в лабораториях института природообустройства имени А.Н.Костякова и ФГБУ «РосдорНИИ» под научным руководством профессора кафедры КИВР и гидравлики, доктора технических наук А.П.Гурьева.

Полную версию статьи читайте в номере.

Прочитано 990 раз

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Заявка на подписку

Заполните это поле.
Введите, пожалуйста, адрес электронной почты!
Укажите версию подписки
Укажите период подписки
Введен недействительный тип данных
Введен недействительный тип данных
Заполняя данную форму, я передаю свои персональные данные в компанию АО "Издательство Дороги" и выражаю согласие на их последующую обработку и хранение в соответствии с ФЗ РФ №152 "О персональных данных"