Дорожный водоотвод автомобильной дороги – СТО НОСТРОЙ 2.25.103-2013 Автомобильные дороги. Устройство водоотводных и дренажных систем при строительстве автомобильных дорог и мостовых сооружений
«Автомобильные дороги и аэропорты» Методическое указание
1. /МУ_Водоотвод_Шахидов.doc | Министерство высшего и средне-специального образования республики узбекистан ташкентский автомобильно-дорожный институт факультет: «Дорожно-строительный» Кафедра: «Автомобильные дороги и аэропорты» Методическое указание |
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕ-СПЕЦИАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ
Факультет: «Дорожно-строительный»
Кафедра: «Автомобильные дороги и аэропорты»
Методическое указание
«Дорожный водоотвод»
Для бакалавров направлений
Строительство зданий и сооружений-5580200
Эксплуатация транспортнқх сооружений-5580600
Автомобильные дороги и аэродромы-5580800
Для магистров специальности
Автомобильные дороги и аэродромы -5А580206
Ташкент 2010 г.
Методическое указание предназначено для бакалавров направлений Строительство зданий и сооружений-5580200, Эксплуатация транспортнқх сооружений-5580600, Автомобильные дороги и аэродромы-5580800, а также для магистров специальности Автомобильные дороги и аэродромы -5А580206
В методическом указании рассмотрены вопросы поверхностного и подземного водоотвода, гидравлический расчет дорожных канав, гидравлический расчет нагорных канав, дорожный дренаж и расчет возвышения бровки земляного полотна.
Методическое указание рассмотрено и одобрено на заседание кафедры «Автомобильные дороги и аэропорты» от 2010 год (протокол № )
Составили: профессор Шахидов А.Ф.,
старший преподаватель, к.т.н. Салимова Б.Д.
Рецензенти:
Проф.кафедра “АД и А” Қодирова А.Р.
Зав. ЦДЛ (лойиҳа бюро) Мирзаев Т
Методическое указание утверждено на
Методсовете «Дорожно-строительного»
Факультета протокол №________2010г.
Подписана к печати 2010г. формат Тираж.
Усл. печатный лист Множительный участок ТАДИ
Введение
Мероприятия по своевременному отводу воды с автомобильной дороги являются обязательным и первостепенным по значимости условием, обеспечивающим ее нормальную эксплуатацию, а также обеспечивают долговечность и прочность земляного полотна и дорожной одежды.
Для того, чтобы отвести воду с автомобильной дороги применяют систему дорожного водоотвода, состоящего из ряда сооружений и отдельных конструктивных мероприятий.
Система дорожного водоотвода подразделяется на:
поверхностный водоотвод
подземный водоотвод.
Поверхностный водоотвод
Для отвода воды с поверхности дороги поперечному профилю земляного полотна и дорожной одежды придают поперечный уклон, что способствует стоку воды с дороги.
Чтобы отвести воду вдоль дороги устраивают боковые водоотводные канавы (кюветы) или используют для этого резервы; устраивают нагорные канавы, перехватывающие воду, которая стекает по склонам местности к дороге, а в некоторых случаях закладывают испарительные бассейны. Для пропуска водотоков и воды из боковых канав под земляным полотном строят трубы и мосты.
Подземный водоотвод
Подземному водоотводу относят систему дренажных сооружений, перехватывающих или понижающих уровень грунтовых вод, притекающих в зону основания земляного полотна.
К системе дорожного водоотвода относят также подстилающий (дренирую-щий) слой дорожной одежды из песка, гравия и других крупнозернистых материалов, который собирает воду, проникающую в основание дорожной одежды. Вода из дренирующего слоя отводится в боковые канавы или в резервы, для чего этот слой выводится на откосы насыпи по всей длине дороги.
Глава I.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДОРОЖНЫХ КАНАВ
Дорожные канавы, которые служат для отвода воды, стекающей во время дождя и таяния снега с поверхности дороги и прилегающей к ней местности, устраивают в выемках и у насыпей с небольшими рабочими отметками. Поперечное сечение канав обычно бывает трапециидального и треугольного сечения.
Рис.1 Схема дорожных канав
При гидравлическом расчете дорожных канав в качестве основной расчетной зависимости применяется формула расхода с использованием формулы Шези, а для расчета более опасного ливневого стока к канавам используется только формула полного стока. Если длина канавы невелика, то расчет ведут по одному значению расхода, фактически собирающемуся к замыкающему сечению расчетного участка. При большой длине канав или при большой площади, с которой вода стекает к канаве, целесообразно делить канаву на участки по длине и рассчитывать каждый участок на свою величину расхода.
Для того чтобы быстро отвести воды, боковым канавам придают продольный уклон, который должен быть не менее 5%0 и в исключительных случаях не менее 3%0.
Выбор типа укрепления любых канав производится на основании результатов гидравлического расчета, и принимаются в соответствии с таблицей №1.
Дорожные канавы рассчитывают в следующей последовательности:
1.Определяют расход требуемой вероятности превышения по формуле полного стока:
Qnc = 87,5•aчас•F, м3⁄сек, (1)
где: aчас– интенсивность ливня часовой продолжительности той же вероятности превышения (ВП), что и искомый расход, мм ⁄ мин, определяемая по карте (рис 2).
F – площадь водосбора, км2, обычно определяемая по топографической карте.(рис. 3)
Рис.3 Схема малого бассейна: 1-общий водораздел; 2-местные водоразделы
Поверхностные воды притекают к рассматриваемому участку дороги с некоторой площади, называемой водосбором (бассейном). Бассейн оконтурен водоразделом, т.е. линией, от которой сток воды происходит в обе стороны ( рис 3). Площадь бассейна делится на две части: с площади а вода притекает по тальвегу непосредственно к водопропускному сооружению (мосту, трубе) и по водоотводным канавам не проходит; с площадок б, а также с поверхности дороги вода притекает сначала к канавам или к резервам, а по ним либо к перепускным трубам (если длина спуска дороги к тальвегу велика), либо к водопропускному сооружению на тальвеге.
Водораздел, окаймляющий весь бассейн, легко устанавливается по карте в горизонталях. Водоразделы окаймляющие площадки б, которые питают канавы, проводятся в виде наклонных линий, перпендикулярных к горизонталям на плане бассейна.
Рис.2
При гидравлических расчетах исходят из следующих вероятностей превышения (ВП) расчетных паводков:
Категория дороги | I и II | III | IV и V |
Вероятность превышения, в % | 1 | 2 | 3 |
При расчете расхода полного стока в условиях Узбекистана, основной параметр формулы (I) —
aчас.тр.%= aчас 1%•λпер, мм/мин (2)
Значения переводного коэффициента λперприводится в таблице
ВП% | 0,1 | 0,3 | 1 | 2 | 3 | 5 | 10 |
λпер | 1,34 | 1,17 | 1 | 0,9 | 0,83 | 0,74 | 0,62 |
Одной из основных задач при расчете полного стока является правильное определение площади водосбора. Площадь, с которой вода стекает в низовую канаву, определяется половиной ширины дороги и длиной участка, с которого стекает вода в канаву. К верховой канаве вода стекает не только с половины ширины дороги, но и с пространства до нагорной канавы, а при ее отсутствии с некоторой площади, контуры которой могут быть найдены по плану в горизонталях.
2. Назначают размеры поперечного сечения канавы и глубину воды в ней.
При водонепроницаемых грунтах и недостаточно удовлетворительных условииях поверхностного стока боковым канавам придают трапециидальное сечение с шириной по дну 0,4 – 0,5 м и глубиной до 0,7 -0,8 м (до 1,0 – 1,2 м как максимум), считая от бровки насыпи. Откосам канав в выемках придают заложение 1 : 1,5, а у насыпей внутренний откос канав устраивают с заложением 1:3.
Если земляное полотно возводят в сухих местах с обеспеченным быстрым стоком поверхностных вод, а грунтовые воды расположены глубоко, боковые канавы устраивают треугольного сечения глубиной не менее 0,3 м от поверхности. Крутизна откосов таких канав 1:3 и менее.
В практике проектирования обычно задается форма живого сечения, а иногда один из основных размеров (ширина по дну “b” или глубина воды в канаве “h”).
Для распространенных трапециидальных форм сечения канав расчетом установлено соотношение, соответствующее гидравлически наивыгоднейшей форме при различных значениях коэффициента заложения откосов “m” (табл 2),
Следует отметить, что полная глубина канавы “hп” определяется по формуле:
hп = h+z, (м) (3)
где z – запас высоты, величина которого принимается равным 0,2 м.
3. Определяют гидравлические элементы канавы: площадь живого сечения – ω, смоченный периметр – χ, гидравлический радиус – R.
Для трапециидального сечения гидравлические элементы определяют следующими зависимостями:
Площадь живого сечения ω=bh+ | + | h2, м2 |
2 |
Смоченный периметр χ = b+h, м (5)
Гидравлический радиус R = , м (6)
При определении гидравлических элементов для канав с треугольным поперечным сечением
b = 0.
4. Определяют скорость течения воды – V, м/с.
Скорость течения воды определяют по следующей формуле:
V=C , м/с. (7)
Где, С – коэффициент Шези;
i – уклон дна канавы.
Для определения коэффициента Шези существуют различные формулы, среди которых наиболее приемлемой является формула Н.Н. Павловского.
C = RY , (8)
где, n – коэффициент шероховатости; (табл 3).
Y – показатель степени, определяемый по формуле:
Y = 1,7 , (9)
С достаточной для практических расчетов точностью величина “C” может быть определена по приближенным зависимостям:
C = R1/6 , (10)
Значение коэффициента Шези – «С» может быть определено также с помощью таблицы №4
Одним из основных параметров определяющий скорость течения воды является уклон. Обычно при уклоне дна до 10%0 канаву устраивают без укреплений. При больших уклонах чаще всего принимают типы укреплений, указанные выше.
5. Определяют пропускную способность канавы по формуле:
Q = ω•V, м3/с (11)
6. Сравнивают расход полного стока с пропускной способностью канавы. Если разница между Qпс и Q в пределах до 10%-ов, то расчет на этом заканчивается, если разница больше, то изменяют размеры живого сечения канавы и делают новый расчет.
Пример: Требуется произвести расчет размеров поперечного сечения боковой канавы автомобильной дороги II технической категории, проектируемой в условиях: Ташкентской области Республики Узбекистан на участке длиной 500 метров, имеющего продольный уклон i = 0,006. Боковые канавы трапециидального сечения с откосами m = 1,5, стенки откоса обычные грунтовые, коэффициент шероховатости n=0,025.
Поскольку местность имеет поперечный уклон относительно оси дороги, то наибольший сток воды будет в правую боковую канаву, которую и требуется рассчитать.
Рис. 4. Поперечное сечение дороги,
Последовательность расчета:
Определяем площадь водосборного бассейна для правой боковой канавы
F = l1•l3+l2•l3, км2
где, l1 – расстояние от оси дороги до бровки, l1 = 7,5 м;
l2 – расстояние от бровки земляного полотна до водораздельной линии, l2 = 40 м.
l3 – длина участка дороги, l3 = 500 м.
F = 0,0075 × 0,5 + 0,048 × 0,5 = 0,028 км2
Определяем расход полного стока
Qп.с = 87,5• aчас•F, м3/с
aчас1% = 0,5мм/мин.
Qп.с = 87,5•0,5•0,028 = 1,225 м3/с
Задаемся размером ширины канавы по дну b=0,4 м и определяем глубину воды в канаве, пользуясь β = ;
Значение β = 0,61, так как m = 1,5, тогда h = 0,66 м
Полная глубина канавы hг = h+z=0,66+0,2=0,86 м.
Определяем гидравлические элементы канавы:
ω – площадь живого сечения, м2
ω = 0,66(0,4+1,5×0,66)=0,92 м2
χ – смоченный периметр, м
χ = 0,4+2×0,66=2,78 м
R – гидравлический радиус, м
R = = 0,33 м
5. Определяем скорость течения воды в канаве
V = C, м/с
Где, С- коэффициент Шези берем по таблице №4 в зависимости от коэффициента шероховатости n = 0,025 и гидравлического радиуса = 0,33 м, С = 30,5.
V = 30,5 •=1,34 м/с.
Определяем пропускную способность канавы:
Qк = 0,92 × 1,34 = 1,23 м/с.
Сравниваем расход полного стока с пропускной способностью канавы, делаем вывод: Qп.с = 1,225 м/с, Qк = 1,23 м/с пропускная способность канавы практически равна расходу полного стока. Гидравлический расчет боковой канавы закончен.
Глава II
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАГОРНЫХ КАНАВ
Нагорные канавы устраивают для перехвата воды, стекающей к дороге с верховой стороны косогорного участка и для отвода этой воды к ближайшим искусственным сооружениям, в резервы или в пониженные места рельефа.
Нагорным канавам придают трапециидальное поперечное сечение, размеры которого всегда приходится обосновать гидравлическим расчетом. Глубину нагорных канав назначают по расчетам, и по условиям рельефа они могут достигать нескольких метров. Глубина канавы должна быть на 0,25 м больше ее наполнения текущей водой. Обычно назначают глубину не менее 0,6 – 0,8 м. Наименьшая ширина нагорной канавы по дну для автомобильных дорог 1-III категорий принимается равной 0,5 м.
При расчетах длинных канав учитывают увеличение бассейна вдоль канавы по мере удаления от водораздела, поэтому сечение нагорных канав обычно подбирают по отдельным участкам по мере возрастания площади водосборных бассейнов.
Продольный уклон нагорных канав, во избежание заливания, рекомендуется назначать не менее 0,005, а в исключительных случаях при весьма ровной местности не менее 0,003. Канаву следует трассировать с наименьшим числом поворотов, которые должны быть плавными, чтобы угол поворота не превышал 45 °С, а радиус поворота был бы не менее двойной ширины канавы поверху.
Во избежание сплавов и оползания откосов выемки из-за переувлажнения грунта, которое может возникнуть в результате случайного засорения нагорной канавы, расстояние от края выемки до канавы должно быть не менее 5 м. На косогорах круче 1:5 грунт из нагорных канав используют для устройства невысокого валика (банкета) между выемкой и канавой. Банкет несколько повышает безопасность дороги от затопления при переполнении нагорной канавы.
Выбор типа укрепления нагорных канав, как и дорожных канав, производится в зависимости от скорости течения воды, что рассмотрено выше.
Вода из нагорных канав обычно подводится к водопропускным сооружениям, причем выпускать воду из нагорных канав в кюветы не допускается.
Последовательность гидравлического расчета нагорных канав также как и дорожных канав.
Пример: Автомобильная дорога III технической категории, проектируемая в Ташкентской области, на протяжении 300м проходит по косогору с уклоном местности вдоль оси дороги 6°/оо. Грунт глинистый. Произвести гидравлический расчет нагорной канавы.
Гидравлический расчет нагорной канавы производится в следующей последовательности:
1. Определяем площадь водосборного бассейна (рис 5).
где: B — ширина участка местности, с которой стекает вода в нагорную канаву; B = 120 м;
L— соответственно длина участка местности; L1=300м.
Рис.5 Поперечный профиль дороги на косогоре.
2. Определяем расход полного стока требуемой ВП по формуле (I). Так как автомобильная дорога III технической категории, то ВП 2 %.
Переводной коэффициент λпер при ВП 2 % равен 0,9. ачас1%определяется по карте.
ачас1% = 0,5 мм/мин
Тогда ачас2% = 0,5 х 0,9 = 0,45 мм/мин
F = B•L = 0,12 км • 0,3 км = 0,036 км2
Определив, таким образом, величины всех параметров входящих в расчетную формулу рассчитываем расход полного стока:
Qп.с =87,5 • ачас% • F, м3⁄с
Qп.с = 87,5 • 0,45 • 0,036 = 1,42 м3⁄с.
3. Задаемся размерами нагорной канавы и определяем оптимальную глубину воды, т.е. b=0,4 м и m=1,5, а по таблице устанавливаем соотношение; β=0,61 при m=1,5, тогда глубина канавы
h = 0,7 м.
hп = h+z = 0,7+0,25 = 0,95 м.
4. Определяем гидравлические элементы канавы
+ |
2 |
χ = b+h(+ ) = 0,4+0,7(+ ) =2,92 м
R = = = 0,35 м
5. Определяем скорость течения воды в канаве.
Значение коэффициента Шези принимается по таблице при коэффициенте шероховатости
n = 0,025 и гидравлическом радиусе R = 0,35 м, тогда с=33.
V = C= 33 = 1,46 м⁄с.
6,. Определяем пропускную способность канавы:
Qк = 1,02 × 1,46 = 1,49 м3/с.
7. Пропускная способность канавы Qк = 1,49 м3/с, а расход полного стока Qп.с =1,42 м3/с, таким образом можно считать, что сечение нагорной канавы подобрано правильно.
uz.denemetr.com
Обслуживание и ремонт системы водоотведения автомобильных дорог
Система водоотведения автомобильных дорог имеет большое значение в эксплуатации дорожного покрытия. Недостаточное внимание вопросам организации поверхностного водоотвода с проезжей части автомобильных дорог приводит к снижению прочности дорожных одежд, сокращению межремонтных сроков дорог, снижению уровня безопасности и удобства движения транспортных средств и загрязнению окружающей среды.
В статье подробно описаны меры по обслуживанию и ремонту всех элементов системы водоотведения автомобильных дорог.
Что такое система водоотведения
Задача этой системы – защита одежды дороги от ливневых вод. Вода, попадая внутрь дорожной одежды, приводит к ее быстрому разрушению. Вымывается и проседает грунт, разрушается основание. Это приводит к разрушению покрытия и выходу дороги из строя.
Решетки и водостоки ливневой канализации обеспечивают удаление воды с поверхности через все слои основания в коллектор.
Водоотведение включает в себя целый комплекс элементов:
- Особая форма дорожного покрытия, обеспечивающая скатывание воды.
- Особые составы, защищающие покрытие от контакта с водой.
- Слой износа из литого асфальтобетона. Такой слой обеспечивает герметизацию покрытия и обладает достаточной прочностью, чтобы без ремонта работать 3-5 лет.
- Оборудованные обочины, помогающие удалять воду с покрытия и защищающие основание.
- Сточные канавы, по которым стекающая с покрытия и обочин вода отводится к местам сброса в реку, озеро, море.
- Ливневый коллектор, расположенный под основанием, обеспечивает доставку воды к местам сброса. Коллекторы применяются в условиях города, когда невозможно оборудовать сточные канавы и используются для сбора воды и доставки до места соединения с городской системой канализации.
- Решетки и водостоки ливневой канализации, обеспечивающие удаление воды с поверхности через все слои основания в коллектор.
Коммунальные службы обеспечивают очистку ливневых решеток и водостоков от листьев, веток, мусора и промывают трубу коллектора.
Каждый элемент системы водоотвода нуждается в регулярном обслуживании, которое проводится силами дорожных коммунальных служб.
Обслуживание системы водоотведения дорог
Для проведения обслуживания системы водоотведения необходимо провести следующие действия:
- Обеспечить очистку ливневых решеток и водостоков от листьев, веток, мусора не реже одного раза в квартал.
- Раз в два-три года осматривать, очищать от крупного мусора, промывать трубу коллектора, не допуская заиливания и образования заторов.
- Ежегодно обновлять защитный слой жидкими полимерами. Это позволит дольше сохранять целостность покрытия одежды и обойдется дешевле ямочного или крупного ремонта.
- Устранять появляющиеся повреждения покрытия, не дожидаясь планового ремонта. Своевременное восстановление целостности покрытия сохраняет основание и грунт от вымывания или проседания.
- Восстановление слоя износа. Технология восстановления таких слоев позволяет восстанавливать целостность покрытия силами двух рабочих и одного автомобиля-ремонтера.
- Раз в пять-семь лет надлежит проверять состояние водосбросов, очищая их при необходимости.
Обеспечивая системы водоотведения автомобильных дорог нужно проверять состояние водосбросов, очищая их при необходимости.
Несоблюдение этих мер приводит к ухудшению работы всей системы, что вызывает нарушение целостности дорожных одежд.
Ремонт элементов системы водоотведения
- Восстановление целостности покрытия. Для восстановления покрытия проводят плановые, в случае необходимости внеплановые ямочные ремонты, используя различные технологии. Применение технологии горячего асфальтобетона позволяет сократить стоимость материалов. Использование технологии литого асфальтобетона увеличивает стоимость материалов на 15-20%, но благодаря меньшей сложности позволяют настолько же сократить общую стоимость работ. Применение технологи регенерации асфальта позволяет сократить траты по сравнению с горячим асфальтобетоном на 30-40%, что приведет к значительному падению общей стоимости ремонта. В городах с населением свыше 100 тысяч человек приобретение многофункционального ремонтера с регенератором асфальта и дорожной фрезой экономически оправдано, такая машина окупится в течение трех-пяти лет. Через 15-20 лет настилают новый слой.
Для восстановления покрытия проводят плановые ямочные ремонты, используя различные технологии.
- Восстановление слоя износа. Восстановление проводят по мере появления повреждений. Стоимость работ в несколько раз меньше, чем при проведении ямочного ремонта покрытия из уплотненного горячего асфальтобетона. При использовании многофункционального ремонтера возможно дополнительное сокращение стоимости работ на 20-30% за счет отказа от дополнительной техники и оборудования.
- Ремонт обочин. При изменении геометрии склона ремонт осуществляют подсыпанием грунта для восстановления геометрии покрытия. При наличии покрытия снимают его, восстанавливают геометрию, затем укладывают новое покрытие.
- Ремонт сливных канав. Ремонт заключается в расширении в углублении канав для обеспечения необходимого уровня при сильном заиливании, позволяющего воде стекать к местам сброса.
- Ремонт сливных колодцев. Чаще всего ремонт заключается в замене обоймы ливневой решетки или замене (ремонте) бетонной трубы колодца.
- Ремонт коллектора. При сильном засорении мусором или илом очистка с помощью промывки не дает результатов. В этом случае определяют места наиболее сильного засорения, раскапывают одежду и грунт, разбирают верхнюю часть коллектора и экскаватором удаляют мусор. Может потребоваться полная замена отдельных участков коллектора.
Для ремонт коллектора при сильном засорении мусором определяют места наиболее сильного засорения, раскапывают одежду и грунт, разбирают верхнюю часть коллектора и экскаватором удаляют мусор.
Тщательное обслуживание систем водоотведения позволит сократить траты на ремонт покрытия автомобильных дорог и продлить их срок службы до капитального ремонта.
roadmasters.ru
Система поверхностного водоотвода с автомобильных дорог и искусственных сооружений на них
Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог, а именно к конструкциям сооружений для поверхностного дорожного водоотвода. Система включает расположенные вдоль автомобильных дорог водоотводные канавы, сообщенные в местах критической, размывающей скорости воды с водоотводными лотками, которыми также оснащены искусственные сооружения автомобильных дорог. Новым является то, что система снабжена расположенными в дне канав перед водоотводными лотками в направлении движения воды и дне водоотводных лотков искусственных сооружений водосборными устройствами, выполненными в виде расположенных друг относительно друга на расстоянии 0,5-0,7 м колодцев, во внутренних камерах которых установлены вертикальные каркасы из георешетки, заполненные фильтрующим зернистым материалом с расположенными в верхнем его слое горизонтальными прослойками из геотекстиля. Технический результат состоит в охране окружающей среды путем обеспечения сбора и удаления дорожной пыли и грязи с вредными химическими включениями, не допуская их попадания в водоемы и прилегающие земельные угодья. 4 ил.
Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог, а именно к конструкциям сооружений для поверхностного дорожного водоотвода.
Известны сооружения для поверхностного водоотвода с автомобильных дорог и искусственных сооружений на них путем создания поверхностного водоотвода в виде ряда сооружений, принимающих притекающую к дороге и искусственным сооружениям воду и отводящих ее в ближайшие водоемы /1/. Однако в таких сооружениях смываемая пыль и мелкие фракции загрязняющих веществ попадают в окружающую среду, загрязняя почву, воду, воздух. Наиболее близким, по совокупности признаков, является система поверхностного водоотвода с автомобильных дорог и искусственных сооружений на них, состоящая из водоотводных канав, выполненных в выемках и вдоль насыпей автомобильных дорог, высотой до 1,5 м с грунтовым или бетонным покрытием, сообщенных в местах критической размывающей скорости воды водоотводными лотками. Водоотводные лотки также установлены на искусственных сооружениях автомобильных дорог для отвода поверхностной воды /2/. Однако такое выполнение системы поверхностного водоотвода также приводит к загрязнению водоемов и прилегающих земель дорожной пылью и грязью, содержащими вредные химические элементы, т. к. смываемая пыль, грязь и мелкие фракции смываются в водоемы. Задачей изобретения является охрана окружающей среды путем обеспечения сбора и удаления дорожной пыли и грязи с вредными химическими включениями, не допуская их попадания в водоемы и прилегающие земельные угодья. Поставленная задача достигается тем, что в системе поверхностного водоотвода с автомобильных дорог и искусственных сооружений на них, включающей расположенные вдоль автомобильных дорог водоотводные канавы, сообщенные в местах критической размывающей грунты скорости воды с водоотводными лотками, которыми также оснащены искусственные сооружения автомобильных дорог, отличительным от прототипа признаком является то, что она снабжена расположенными в дне канав перед водоотводными лотками в направлении движения воды и дне водоотводных лотков с искусственных сооружений водозаборными устройствами, выполненными в виде расположенных друг относительно друга на расстоянии 0,5-0,7 м колодцев, во внутренних камерах которых установлены вертикальные каркасы из георешетки, заполненные фильтрующим зернистым материалом, с расположенными в верхнем слое горизонтальными прослойками из геотекстиля. Размещение в дне водоотводных канав и лотков колодцев, заполненных зернистым фильтрующим материалом, покрытым геотекстилем с укреплением стенок колодцев георешеткой, позволяет с минимальными затратами производить эффективную очистку и отвод поверхностного водотока с автомобильных дорог и искусственных сооружений на них в придорожные земли, не загрязняя окружающую среду. Такая конструкция позволяет регулярно регенерировать фильтрующие элементы, легко удаляя накопившуюся дорожную пыль и грязь с поверхности геотекстиля. На фиг.1 представлена система поверхностного водоотвода с искусственного сооружения, например моста, на автомобильной дороге; на фиг.2 — система поверхностного водоотвода с автомобильной дороги; на фиг.3 — вид в плане расположения колодцев системы водоотвода с автомобильной дороги; на фиг.4 — разрез А-А фиг.3. Система поверхностного водоотвода с автомобильных дорог и искусственных сооружений на них содержит расположенную вдоль насыпи автомобильной дороги 1 водоотводную канаву 2. В водоотводной канаве 2 в месте критической скорости, размывающей грунты, установлен водоотводной лоток 3, отводящий воду из канавы в водоемы. У насыпи автомобильной дороги 1 у искусственного сооружения 4, например моста, установлен водосборный лоток 5, сообщенный с системой водоотводных лотков 6. В дне канавы 2 перед водоотводным лотком 3 и дне водоотводных лотков 6 расположены водосборные устройства в виде колодцев 7. Каждый колодец 7 выполнен с внутренней камерой 8, в которой установлен вертикальный каркас 9 из георешетки, например ГССД-140. Полость камеры 8, ограниченная георешеткой 9, заполнена фильтрующим материалом 10, например щебнем. В верхнем слое щебня 10 расположена горизонтальная прослойка 11 из геотекстиля. Колодцы расположены друг относительно друга на расстоянии 0,5-0,7 м и выполнены диаметром 1 м и глубиной до 6 м. Система поверхностного водоотвода с автомобильных дорог и искусственных сооружений на них работает следующим образом. С автомобильной дороги 1 поверхностная вода собирается в канаву 2, по дну которой стекает в сторону водоотводного лотка 3. Перед лотком 3 установлено водосборное устройство в виде нескольких, в зависимости от количества среднегодовых осадков, колодцев 7. С искусственного сооружения 4 вода собирается водосборными лотками 5 и направляется в водоотводные лотки 6, в дне которых установлено водосборное устройство, также выполненное в виде нескольких колодцев 7. Рентгено-структурный микроанализ показал, что дорожная пыль и мелкие фракции загрязняющих веществ содержат следующие компоненты: Na2О — 0,584%, MgO — 1,287%, Аl2О3 — 7,223%, SiO2 — 80,582%, P2O5 — 0,011%, SO2 — 0,335%, К2O — 1,773%, CaO — 3,6%, TiO2 — 0,98%, FeO — 3,644%. Вода, содержащая смываемую с дороги пыль и мелкие фракции загрязняющих веществ, попадает на поверхность щебня 10 колодцев 7, просачивается через него и через прослойку из геотекстиля 11 уходит в грунт. При этом пыль и мелкие фракции загрязняющих веществ остаются на щебне и на слое геотекстиля. Поверхностная вода в колодце фильтруется как щебнем, так и георешеткой, расположенной в полости камеры колодца вдоль ее вертикальных стенок, и уходит в грунт по всей высоте колодца, что повышает эффективность сбора и отвода очищенной воды в грунт. Колодцы расположены друг относительно друга на расстоянии 0,5-0,7 м для обеспечения максимального сбора поверхностной воды и устойчивости стенок колодцев, для предотвращения их обвала. В случае большого количества отводимой с дорог и мостов воды, вызванной ливневыми дождями, остаток воды, не собранный колодцами, отводится лотком 3 и лотками 6 в водоемы. При загрязнении фильтрующих элементов 10 и 11 колодцев 7 производится их регенерация, для чего отбирается верхняя часть щебня и заменяется геотекстиль 11 и снова засыпается щебнем. Такая конструкция водозаборного устройства проста в исполнении, эффективна, т.к. производится эффективная очистка воды, легко регенерируется фильтрующий материал и, следовательно, не дорогостоящая. Литература 1. Строительство автомобильных дорог. Часть 1. Земляное полотно. Гурьев Г.А., Архангельск, 1997, с. 237-243. 2. Строительство автомобильных дорог. Том 1. Под ред. докт. техн. наук, проф. В.К. Некрасова, Москва, «Транспорт», 1980, с.105-108.Формула изобретения
Система поверхностного водоотвода с автомобильных дорог и искусственных сооружений на них, включающая расположенные вдоль автомобильных дорог водоотводные канавы, сообщенные в местах критической, размывающей скорости воды с водоотводными лотками, которыми также оснащены искусственные сооружения автомобильных дорог, отличающаяся тем, что она снабжена расположенными в дне канав перед водоотводными лотками в направлении движения воды и дне водоотводных лотков искусственных сооружений водосборными устройствами, выполненными в виде расположенных друг относительно друга на расстоянии 0,5-0,7 м колодцев, во внутренних камерах которых установлены вертикальные каркасы из георешетки, заполненные фильтрующим зернистым материалом с расположенными в верхнем его слое горизонтальными прослойками из геотекстиля.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4www.findpatent.ru
Основные принципы функционирования дорожного водоотвода
ФГО ВПО
«Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота»
Реферат
по дисциплине «Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц»
На тему: Основные принципы функционирования дорожного водоотвода
Студента: Кловак И.А.
Курс 2, группа ЭТМз(с)-2
Проверил преподаватель
Шуралев В.Ю.
Калининград 2014
Введение
Система дорожного водоотвода является важным элементом дороги. Задача водоотводных сооружений — предотвратить переувлажнение земляного полотна. По мере увеличения влажности физическое состояние грунта меняется от твердого к текучему, резко уменьшается способность сопротивляться нагрузкам.
Для отвода поверхностной воды устраивают боковые и водоотводные канавы, которые собирают воду, стекающую как с дороги, так и с прилегающей местности, и отводят ее в пониженные места, прокладывают нагорные канавы для перехвата воды, текущей по склону к дороге. Канавы бывают трапециевидными и треугольными в зависимости от расчетного количества отводимой ими воды.
Подземный сток воды осуществляется по тем пластам грунта, которые обладают хорошей водопроницаемостью. Такие пласты называют водоносными. Если водоносный слой залегает неглубоко от поверхности, возникает опасность переувлажнения грунтовыми водами земляного полотна и оказывается необходимым их искусственное понижение — удаление воды от земляного полотна на беопасное расстояние. Для перехвата, понижения уровня и отвода грунтовых вод применяют устройства, которые составляют систему подземного водоотвода — дренаж — сеть уложенных под землей труб или каменных набросок с крупными пустотами, по которым вода стекает быстрее, чем по порам окружающего водоносного грунта.
Основные принципы функционирования дорожного водоотвода
Важнейшую роль в обеспечении надлежащего уровня функционирования систем водоотвода автомобильных дорог играют правильное выполнение работ на стадии проектирования, своевременное обнаружение отклонений в технологическом процессе при строительстве водоотводных сооружений и принятие соответствующих мер по их устранению, а также работы по содержанию конструкций дорожного водоотвода в эксплуатационный период.
Система дорожного водоотвода функционально и конструктивно сопряжена с устойчивостью земляного полотна и дорожных одежд, а также с пересечениями и примыканиями, откосными водопропускными, водоперепускными сооружениями, откосами выемок, прилегающими к автомобильной дороге склонами, водоемами и водотоками.
На автомобильную дорогу оказывают влияние не только природные факторы (климат, рельеф, гидрологические и геологические условия проложения трассы), но и результаты строительства дороги и искусственных сооружений на ней, которые находятся во взаимосвязи между собой. Поэтому на стадии проектирования автомобильной дороги при оценке климатических, гидрологических и геологических условий района строительства и выборе схемы сбора и отвода поверхностных вод следует прогнозировать работу водоотводной конструкции в процессе эксплуатации, тем самым, уменьшая возможность изменения природных условий под влиянием производственной деятельности человека.
Дождевые осадки оказывают определяющее воздействие на изменение водно-теплового режима земляного полотна и дорожных одежд. На основе результатов многочисленных исследований, проведенных в России и за рубежом, было доказано, что влажность грунта земляного полотна возрастает при уменьшении расстояния от горизонта грунтовых вод, при сокращении расстояния от фильтрующего слоя, а также при увеличении среднего количества осадков за 15 сут.
Земляное полотно — фундамент дорожной одежды, и его устойчивость определяет долговечность дорожной одежды. Устойчивость земляного полотна обеспечивается не только его рационально проектируемыми конструкциями, характеристиками грунтов и условиями их сложения, но также особенностями сбора, отвода воды, водоотводных конструкций и технологией строительства. Разрушения, возникшие в земляном полотне из-за отсутствия надлежащего отвода воды с поверхности покрытия, могут быть полностью устранены только в период проведения работ по реконструкции автомобильной дороги.
Сопротивление сдвигу грунтов земляного полотна значительно изменяется при колебаниях их влажности и степени уплотнения, поэтому необходимо поддерживать водный режим земляного полотна постоянным в течение всего года. Насыщение грунта откосов земляного полотна дождевыми или паводковыми водами является основной причиной их сплывов и оползней, что в дальнейшем приводит к потере прочности всех элементов автомобильной дороги.
Неудовлетворительная работа водоотводных конструкций приводит также к аккумуляции воды на поверхности покрытия и ее проникновению в грунт земляного полотна через обочины, трещины и швы в покрытиях. Согласно результатам многочисленных лабораторных исследований за рубежом, асфальтобетонные покрытия, в которых имеются усталостные трещины, пропускают 70-95 % воды по количеству, эквивалентному дождевым осадкам интенсивностью 50 мм/ч.
Наибольший вред устойчивости дорожной конструкции причиняет свободная вода, находящаяся в ее конструктивных слоях, где под давлением колес транспортных средств происходит ее перемещение. Свободная вода в зернистом слое основания дорожной одежды при динамических нагрузках может снизить его прочность на 25 % и более.
Интенсивные кратковременные летние дожди не оказывают существенного влияния на повышение влажности грунта земляного полотна из-за недостатка влажности воздуха и значительного испарения. Однако понижение температуры воздуха способствует миграции к поверхности покрытия связанной воды, содержащейся на различных глубинах промерзающего грунта земляного полотна.
Кроме этого, водная пленка на поверхности проезжей части автомобильной дороги значительно ухудшает условия движения транспортных средств из-за снижения сцепных качеств дорожного покрытия и ограничения видимости при движении. Практически в 70 % дорожно-транспортных происшествий с особо тяжкими последствиями среди сопутствующих основной причиной являются неудовлетворительные дорожные условия.
Дождевые осадки, выпадающие в летний период, непосредственно влияют на состояние покрытия и безопасность движения автомобилей. Вода, задерживаясь на дорожном покрытии, приводит к возникновению в зоне контакта шины колеса автомобиля с покрытием водяного клина, который растет по мере увеличения скорости движения. Возникает эффект аквапланирования, при котором колесо автомобиля полностью теряет продольное и поперечное сцепление. Наибольшее количество дорожно-транспортных происшествий, вызванных низкими сцепными качествами дорожных покрытий, происходит именно на мокрых покрытиях, когда не обеспечен отвод воды.
На степень функционирования водоотводных конструкций также влияет качество устройства покрытия проезжей части автомобильной дороги. Застой воды на проезжей части и обочинах наблюдается в том случае, если не обеспечивается ровность покрытия (рис. <#»224″ src=»doc_zip1.jpg» />
Рис. 1. Участок автомобильной дороги, где в неровностях покрытия скапливается вода
Рис. 2. Аккумуляция воды в дорожном покрытии на участке просадки
Рис. 3. Разрушение дорожной одежды:
а — накопление воды на дорожном покрытии и ее проникание через трещины в нижележащие слои дорожной одежды; б — миграция воды в слоях дорожной одежды под действием нагрузки; в — разрушенный участок дорожной одежды
Для принятия обоснованных решений необходима точная оценка расчетных гидрометеорологических условий в заданном районе с использованием имеющихся данных проектных разработок прошлых лет и опыта эксплуатации построенных сооружений. В случае применения новых схем и сооружений необходимо тщательно анализировать особенности их функционирования и при возможности проводить лабораторные исследования их работоспособности, так как косвенные, необоснованные аналогии с имеющимися конструкциями недопустимы. Кроме того, использование новых конструктивных элементов в системе дорожного водоотвода может потребовать проведения дополнительных исследований с целью разработки методов оценки исходных гидрометеорологических параметров проектирования.
Конструкции дорожного водоотвода относятся к сооружениям специального назначения и не только испытывают воздействия природно-климатических факторов, но и под их влиянием способны оказывать негативное влияние на прилегающую природную среду.
Преждевременные разрушения и засорение водоотводных конструкций, зачастую обусловленные отсутствием расчетов их пропускной способности и надлежащей апробации, а иногда и опыта строительства подобных сооружений, а также отсутствием оборудования для их содержания приводят, прежде всего, к переувлажнению грунтов земляного полотна.
Выбор и назначение схемы водоотвода автомобильной дороги могут, как значительно уменьшать неблагоприятное влияние гидрологических и гидрогеологических факторов, так и ускорять их отрицательное воздействие на автомобильную дорогу в целом, что указывает на необходимость тщательной проработки всех возможных вариантов систем дорожного водоотвода на стадии проектирования.
Некоторые водоотводные конструкции абсолютно не приемлемы для устройства на откосах насыпей автомобильных дорог, однако случаи строительства этих конструкций и их неудовлетворительного функционирования имели место.
В настоящее время в практике проектирования и строительства автомобильных дорог в России и зарубежных странах существуют следующие схемы организации поверхностного водоотвода.
Схема 1 характеризуется свободным стеканием воды по поверхности проезжей части автомобильной дороги на обочины, далее на откосы и затем в боковые водоотводные канавы (кюветы).
Скорость стекания воды в этом случае определяется параметрами продольных и поперечных уклонов проезжей части и обочин, а также типом и состоянием покрытия проезжей части, регламентированным типовым проектом на дорожные одежды. При этом для защиты от размывов необходимо укреплять откосы земляного полотна и кюветы. Поперечные сечения водоотводных сооружений назначаются на основе результатов гидрологических и гидравлических расчетов.
Различные способы укрепления обочин и откосов земляного полотна автомобильных дорог регламентируются типовыми проектными решениями, требованиями нормативных документов и методическими рекомендациями.
Поверхностный сток, притекающий к подошве откосов земляного полотна, при прохождении автомобильной дороги в насыпи отводится с помощью кюветов, лотков, продольных и поперечных водоотводных канав; в выемке — кюветами или лотками.
Выпуск воды из водоотводных канав, кюветов и лотков в пониженные места рельефа местности допускается при условии, что это не вызовет заболачивания местности и застоя воды у прилегающего земляного полотна.
Как правило, кюветы устраиваются с поперечным сечением трапецеидальной формы, однако в ряде случаев допускается устраивать кюветы треугольного и прямоугольного сечения. Конструкции укреплений водоотводных канав и кюветов должны обеспечивать необходимую прочность, устойчивость всей дорожной конструкции и удобство при содержании в период эксплуатации. Кроме того, укрепление необходимо производить в строгом соответствии с типовыми конструкциями и нормативными требованиями, а также с учетом максимального использования местных материалов и механизмов. В настоящее время применяются типовые конструкции укреплений водоотводных канав щебнем с засевом трав на откосах, сборными бетонными плитами, торкретбетоном, монолитным бетоном, кюветными сборными лотками, бетонными сегментами, асфальтобетонными плитами и песчаным асфальтобетоном, лотками-желобами, железобетонными прямоугольными и рамными лотками
Схема 2 характеризуется свободным стеканием воды по поверхности проезжей части автомобильной дороги к прикромочным водосборным лоткам, располагаемым с обеих сторон проезжей части, далее в открытые откосные водосбросные лотки, располагаемые через определенные расстояния друг от друга, затем в водоотводные укрепленные канавы, в очистные сооружения или на прилегающую территорию.
В соответствии с этой схемой система поверхностного водоотвода на территории России и ряда зарубежных стран включает типовые железобетонные водосборные прикромочные и водосбросные откосные телескопические лотки, а также укрепленные водоотводные канавы. Кроме типовых прикромочных конструкций на автомобильных дорогах применяются водосборные лотки эллипсоидного, круглого, трапецеидального и прямоугольного поперечных сечений.
Схема 3 характеризуется свободным стеканием воды по поверхности проезжей части автомобильной дороги к бордюрам, располагаемым с обеих сторон проезжей части, далее в открытые откосные водосбросные лотки, располагаемые через определенные расстояния друг от друга, затем в водоотводные укрепленные русла, в очистные сооружения, закрытую канализацию или на прилегающую территорию.
Для увеличения скорости отвода воды с поверхности покрытия на автомагистралях, подходах к мостам и путепроводам, а также городских улицах широко применяются подземные ливнестоки с отводом воды за пределы земляного полотна.
Особое внимание при организации поверхностного водоотвода по схемам 2 и 3 необходимо уделять узлам сопряжения прикромочных и откосных сооружений, участкам входа в откосный лоток, водогасителям в концевой части откосных лотков, укреплению нижнего бьефа откосного водосбросного сооружения и участкам его сопряжения с продольными водоотводными канавами, очистными сооружениями и прилегающей территорией.
Одним из основных требований, предъявляемых к автомагистралям, является обязательное разделение встречных потоков движения автомобилей грунтовой или укрепленной полосой, которая не используется для проезда.
Отвод воды с разделительной полосы выпуклого очертания осуществляется за счет поперечных и продольных уклонов. Поверхность выпуклых разделительных полос устраивается по типу основной проезжей части, и зачастую на ней устанавливаются металлические или бетонные барьерные ограждения, сопряженные с краевой укрепленной полосой. На участках виражей автомобильных дорог с выпуклой разделительной полосой поверхностные стоки из прилегающих к ней прикромочных лотков сбрасываются в дождеприемные колодцы и выводятся за пределы земляного полотна.
Поверхность вогнутой разделительной полосы может укрепляться на всю ширину засевом трав, бетонной плиткой или монолитным бетоном либо на основании соответствующих расчетов укрепляется только русло разделительной полосы. Сбор и сброс поверхностных вод с разделительной полосы вогнутого очертания на вираже производится с помощью укрепленных подводящих русл на разделительной полосе, дождеприемных колодцев, водосточных труб под насыпью дороги и выходных русл.
Одним из элементов дорожного водоотвода являются водопропускные трубы, которые подразделяются на определенные группы в зависимости от материала изготовления, формы отверстия, места укладки, форм и типов оголовков.
Водопропускные трубы являются самыми распространенными искусственными сооружениями на автомобильных дорогах и используются для пропуска воды через тело земляного полотна, водообмена пересекаемых дорогой площадей водосбора, биологического и хозяйственного сообщения между разделенными территориями. В случае технико-экономического сравнения трубы и малого моста предпочтение обычно отдается трубе, так как эксплуатационные затраты на ее содержание значительно меньше, чем на содержание малого моста, а земляное полотно и конструкции дорожной одежды при ее прокладке не претерпевают существенных нарушений. Конструкция трубы зависит от расчетного расхода воды, высоты насыпи, нагрузки, несущей способности подстилающих грунтов, глубины промерзания, величины продольного уклона, особенности водотока, периода подтопления, наличия твердого стока.
Водопропускные трубы необходимо устраивать в соответствии с типовыми проектами, выполнять укрепление входных и выходных русл и устраивать гасители. Основное назначение водогасящих устройств состоит в уменьшении на коротком участке кинетической энергии водного потока до размеров, не вызывающих угрозу размывов искусственного водоотводного русла или мест выброса воды на прилегающую территорию.
В районах, где наблюдается паводковое подтопление, необходимо обеспечивать устойчивость подмостовых конусов и водосбросных лотков, расположенных на подмостовых откосах между мостами.
Кроме того, всегда возникает необходимость отвода воды с поверхности автомобильной дороги через укрепляемые откосы подтопляемых насыпей — без устройства откосных лотков либо с откосным лотком. Выбор конструкций водоотводных лотков на откосах подтопляемых насыпей производится с учетом разрушающих воздействий речного потока — судовые и ветровые волны, скорость течения потока вдоль насыпи, размывы подошвы насыпей, ледоход, карчеход. Одно из существенных требований — необходимость устройства откосных лотков и сохранение прочности конструкции укрепления. В концевой части откосных лотков на подтопляемых насыпях устраиваются гасители энергии потока и стенки против размыва паводковыми водами. На высоких пойменных насыпях на неподтопляемых участках откосов допускается применение типовых телескопических лотков с выводом воды из них на укрепленные подтопляемые участки откосов.
С целью снижения объема притока дождевых вод на подтопляемые откосы поверхности регуляционных сооружений придается уклон в сторону неподтопляемого откоса, при использовании грушевидных дамб — во внутреннюю их сторону с последующим отводом воды лотками, расположенными в местах сопряжения откосов дороги и дамбы. На участках высоких насыпей, подходах к мостам и путепроводам, ограниченным двусторонними выемками, сброс поверхностных вод из водоотводных канав и прикромочных лотков производится на низовую сторону. Кроме того, устраиваются закрытые перепуски через дорогу в начале и в конце насыпи, закрытые ливневые сети под прикромочной полосой или обочиной.
При разработке проектов дорожно-мостовых сооружений поверхностные стоки с автомобильных дорог и мостовых переходов не всегда рассматривались и рассматриваются как основной источник загрязнения прилегающей территории и водоемов. Увеличение площади техногенных поверхностей при строительстве автомобильных дорог и мостовых переходов вызывает значительные изменения в гидрологическом режиме и инфильтрационных характеристиках прилегающей территории, что приводит к возрастанию объемов поверхностного стока и степени его загрязненности.
В крупных городах и на внегородских скоростных автомобильных дорогах поверхностный сток представляет собой значительные объемы загрязненных вод, которые чаще всего без очистки, со значениями предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ, превышающих норму в несколько раз, попадают в водные объекты. При этом максимальное воздействие на окружающую среду и водные объекты оказывается тогда, когда загрязняющие компоненты попадают в поверхностные стоки во время дождей, снеготаяния и увлажнения покрытия с помощью поливомоечных машин. Загрязнение поверхностных стоков возникает за счет смывания атмосферными осадками с проезжей части и прилегающей территории пыли, мусора, почвы, нефтепродуктов, токсичных полимерных материалов и тяжелых металлов.
Влияние загрязненного поверхностного стока на прилегающую к автомобильной дороге территорию оказывается наиболее интенсивным при отсутствии удовлетворительно функционирующей системы дорожного водоотвода и очистки сточных вод. Степень загрязнения прилегающей к автомобильной дороге территории и водоемов напрямую зависит от правильности примененной схемы организации поверхностного водоотвода и его работоспособности.
Во избежание нарушения экологического баланса на территории, прилегающей к автомобильной дороге, и особенно в водоемах и водотоках, очистка поверхностных стоков с проезжей части является необходимой. Выбор инженерного решения по устройству конкретной системы очистки сточных вод, сопряженной с водоотводными конструкциями, производится на основе данных о величине поверхностного стока и его химическом составе, природно-климатических условиях района строительства, рельефа и степени загрязнения поверхности прилегающей территории.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для сохранения экологического баланса в природной среде при эксплуатации дорожно-мостовых сооружений необходимо соблюдение всех правил при сооружении дорожного водоотвода, что позволит не только сохранить прочность и целостность самих дорожно-мостовых сооружений, но и значительно снизить уровень техногенного влияния на окружающую среду.
Заключение
Своевременный и целенаправленный сбор и отвод воды с поверхности автомобильных дорог и последующая ее очистка от загрязнений — одна из основных задач повышения технического уровня автомобильных дорог, безопасного движения по ним и снижения техногенного влияния на окружающую среду.
Особое место в этой проблеме занимают мероприятия, направленные на совершенствование методологии разработки оптимальных проектно-строительных решений и ремонтно-восстановительных мероприятий.
При эксплуатации автомобильных дорог и мостов поверхностные стоки ливневых и талых вод и стоки от увлажнения покрытия поливомоечными машинами содержат в своем составе значительное количество загрязняющих компонентов, отрицательное воздействие которых на экологию оказывается наиболее интенсивно при отсутствии удовлетворительно функционирующей системы водоотвода и очистки сточных вод.
Кроме того, необеспеченный поверхностный водоотвод приводит к снижению прочности дорожных одежд, нарушению устойчивости земляного полотна, сокращению межремонтных сроков, снижению уровня безопасности и удобства движения транспортных средств.
Одной из проблем является то, что в отдельных областях России, особенно в последние годы, распространенным в зимнее время явлением оказывается чередование периодов оттаивания и замерзания снегового слоя, что создает определенные проблемы при обеспечении своевременного отвода талых вод с поверхности автомобильных дорог. Кроме этого, имеют место случаи одновременного выпадения дождевых и снеговых осадков в зимние месяцы, что нередко приводит к значительному затоплению проезжей части и нарушению бесперебойного движения транспортных средств.
Таким образом, для решения проблемы организации дорожного водоотвода и очистки стоков с автомобильных дорог необходимо выполнять комплекс мероприятий, направленных на соблюдение технологического регламента при строительстве элементов водоотвода и проведение работ по содержанию системы водоотвода в состоянии удовлетворительной работоспособности в течение практически всего календарного года.
водоотвод автомобильный дорога
Список использованной литературы
. Ильина А.А. Об основных требованиях и правилах устройства, содержания и ремонта сооружений поверхностного водоотвода автомобильных дорог // Автомоб. дороги: Науч.-техн. информ. сб. / Информавтодор. — М., 2001. — Вып. 1.
2. СНиП 3.06.03-85 <http://www.tehlit.ru/1lib_norma_doc/1/1954/index.htm>. Автомобильные дороги / Госстрой России. — Взамен СНиП III-40-78; Введ. 01.01.86. — М: ГУП ЦПП, 2001.
. Ильина А.А. Проблема загрязнения окружающей среды поверхностными стоками с автомобильных дорог и мостовых переходов // Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб. / ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР». — М., 2003. — Вып. 3.
4. Balades J.D., Cathelain M., Merchandise P., Peybernard J., Pilloy J.C. Chronic pollution of intercity motorway runoff waters / Water Science and Technology. — 1985.
. Wada Y, Miura H. Quantification of accumulated leads on road surfaces and their runoff characteristics / Water Science and Technology. — 1984.
. Guidance for post-construction highway runoff management storm water pollution 101 / Environmental Protection Agency. — 1996.
Теги: Основные принципы функционирования дорожного водоотвода Реферат Строительство
dodiplom.ru
Водоотвод с автомобильных дорог
Количество просмотров публикации Водоотвод с автомобильных дорог — 696
Вода на поверхности дороги создает серьезную опасность для водителей и вызывает перебои в транспортном сообщении, мешающие нормальной хозяйственной деятельности. Когда пленка воды достигает определенной толщины, шины начинают пробуксовывать или скользить при торможении. Наличие пленки влияет также на разгон автомобилей и мешает их управлению. Коэффициент трения на влажных поверхностях меньше, чем на сухих. Разбрызгивание воды ухудшает условия видимости, снижает комфорт пассажиров, а шум воды может мешать езде.
Хорошей является такая поверхность, которая имеет значительную шероховатость и быстро сохнет. Этого можно добиться, создав проницаемое покрытие, через верхний слой которого вода будет просачиваться. Обычно строят дороги с выпускным профилем или поперечным уклоном, хотя в данном случае вождение вблизи края дороги, где наибольший уклон, должна быть опасным и неудобным. В число факторов, определяющих допустимую высоту слоя воды на дороге, входят: скорость движения, устройство протектора шин, масса автомобиля, материал шин, материал дорожного покрытия, поперечный уклон дороги, наличие нефти, масел и грязи на дороге, скорость течения воды.
Пленка воды толщиной 1-2 мм может сильно влиять на сцепление колес с дорогой. При большой толщине слоя скорость движения ограничивается условием видимости. При высоте слоя воды более 5 мм вождение становится опасным. Тормозной путь автомобиля с новыми шинами, движущегося по мокрой дороге со скоростью 70 км/ч, изменяется от 60 м на шероховатом асфальте, до 120 м на гладком. При изношенных шинах тормозной путь увеличивается до 80 м на мокром шероховатом асфальте и до 160 м — на гладком. Это примерно вдвое больше, чем на сухих дорогах. На дороге, залитой водой, тормозной путь должна быть намного больше. Коэффициент трения на влажных дорогах уменьшается от 0,6 при скорости движения 2 км/ч до 0,1 при скорости 45 км/ч на гладком мокром асфальте.
Поверхностные воды удаляются с полотна автомобильных дорог закрытымиилиоткрытыми системами водоотвода. Первая схема была описана выше (см. п. 1.5). Так же может отводиться вода из продольных прикромочных лотков (рис. 1.29).Рис. 1.29. Схема продольных прикромочных лотков |
Сооружения системы открытого водоотвода с покрытия автомобильных дорог I—III категорий включают прикромочные водоотводные лотки, дождеприемные (переходные, сопрягающие) лотки, поперечные водосбросные (откосные) лотки, водобойные устройствана выходе из от
косных лотков (рис. 1.30).Рис. 1.30. Сооружения системы открытого водоотвода с покрытия
автомобильных дорог
1 – прикромочные водоотводные лотки; 2 – дождеприемные (переходные, сопрягающие) лотки; 3 – поперечные водосбросные (откосные) лотки; 4 – водобойные устройства на выходе из откосных лотков
Водоотводные прикромочные лотки располагают вдоль кромки проезжей части или остановочной полосы дороги. Их выполняют из сборных блоков шириной 75 или 50 см. Лотки имеют треугольное сечение и глубину 7 – 9 см. Симметричный треугольный поперечный профиль имеют и лотки разделительной полосы.
Дождеприемные решетки в прикромочных водоотводных лотках и на разделительных полосах на участках спусков (подъемов) автомобильных дорог рассчитывают способом фрагментов.
Дождеприемные (переходные, сопрягающие) лотки водоотвода открытого типа на участках спусков имеют в плане несимметричное очертание (рис. 1.30, а), а в пониженных местах — симметричное (рис. 1.30, б).
Водобойное сооружение за телескопическими лотками представляет водобойную стенку высотой РСт=10 15 см и длиной 2,65 м, устанавливаемую за укрепленной площадкой размером 2 х 2 м2 против телескопического лотка (см. рис. 1.30).
referatwork.ru
Водоотвод автомобильных дорог. Поверхностное отведение воды с проезжей части
Устройство водоотводных дорожных конструкций должно учитываться еще при проектировании и осуществляться на момент возведения земляной основы будущей трассы, поскольку вода, проникающая в грунтовое полотно из трех основных источников (атмосферные осадки, вода из кюветов и грунтовая подземная) размягчает его и существенно снижает способность сопротивляться нагрузкам. Деструктивными последствиями чреваты капиллярные грунтовые увлажнения и поверхностное стекание талых либо ливневых вод.
Совокупный комплекс специальных сооружений, способствующих сбору осадочных масс, перехвату, отводу их от путевых насыпей называется дорожной системой водоотвода. Технологически правильная организация водоотведения с поверхности автострад, призванная обеспечить им устойчивую сохранность, может осуществляться посредством применения лотков, нагорных канав, резервов. С той же целью проезжую часть наряду с обочинами сооружают в выпуклой конфигурации, устраиваются также кюветы в виде боковых канав: как правило, по обе стороны. Исключение – поперечный выраженный уклон рельефа, когда приплывы возможны только с верховья, канавы необходимы с нагорной только стороны.
Применение продольных лотков.
Такой вид оснастки используется при переувлажнении грунтов, их неспособности удерживать целостность откосов на дорогах со 2-й по 4-ю категорий. Водоотводные желоба монтируются вдоль проезжей части, чередуя их на насыпных откосах с телескопическими (чаще поперечными) элементами, обеспечивающими водосброс из продольных. Решение для дорог категорией ниже 4-й состоит в непринудительном стекании осадковых масс по маршруту: проезжая зона – обочина – водоотводная канавка либо кювет.
Инновации в водоотведении: деирригация путепроводов.
На перекрестных развязках с примыканиями автодорог имеются специфические особенности, влияющие на отвод поверхностных ливнестоков. Так, необходимо учитывать съездные зоны со значительным поперечным\продольным уклоном, наличие площадок стекания с замкнутым циклом, форму поперечных сечений.
Планировочные водоотводные решения относительно развязочного устройства при высотном расположении перекрещивающихся трасс на замкнутых водосборных площадях предлагаются в 3-х вариантах:
- Нужно срезать грунтовый слой на площадках меж съездными участками, предусматривая при этом необходимость вертикальной их планировки наряду с минимальным оптимумом укрепработ и искусственных водоотводных сооружений.
- Съезды устраиваются в выемках. Межсъездовые площади сохраняются в земном поверхностном уровне. Перепускные трубы, лотки, кюветы обеспечивают влагоотвод.
- Местом сооружения развязок автодвижения служат насыпи; уровень межсъездовых площадей – земной поверхностный.
Отведение осадков осуществляется за счет установки в пазухах и съездах (их понижении) водопропускающих трубных систем.
profrain.ru
0 thoughts on “Дорожный водоотвод автомобильной дороги – СТО НОСТРОЙ 2.25.103-2013 Автомобильные дороги. Устройство водоотводных и дренажных систем при строительстве автомобильных дорог и мостовых сооружений”