ГЛАВА 4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДРЕНАЖА

Дороги будут влиять на естественную схему поверхностного и подземного дренажа водораздела или отдельного склона холма. Основной целью проектирования дорожного дренажа является уменьшение и/или устранение энергии, вырабатываемой проточной водой. Разрушительная сила текущей воды, как указано в разделе 3.2.2, увеличивается экспоненциально по мере увеличения ее скорости. Следовательно, нельзя допускать, чтобы вода набирала достаточный объем или скорость, чтобы вызвать чрезмерный износ вдоль канав, под водопропускными трубами или вдоль открытых беговых поверхностей, выемок или насыпей.

Обеспечение надлежащего дренажа имеет первостепенное значение при проектировании дорог, и его нельзя переоценить. Наличие избытка воды или влаги в проезжей части отрицательно скажется на инженерных свойствах материалов, из которых она была построена. Выемки или насыпи, эрозия дорожного покрытия и ослабление грунтового основания с последующим массовым разрушением — все это продукты неадекватного или плохо спроектированного дренажа. Как было сказано ранее, многих проблем с дренажом можно избежать при выборе местоположения и конструкции дороги: проектирование дренажа наиболее целесообразно включать в планирование трассы и уклона.

Геоморфология склонов холмов и гидрологические факторы являются важными факторами при выборе местоположения, проектирования и строительства дороги. Морфология склона влияет на водоотвод и, в конечном счете, на устойчивость дороги. Важными факторами являются форма склона (равномерный, выпуклый, вогнутый), уклон склона, длина склона, характеристики дренажа ручья (например, плетеный, дендритный), глубина до коренной породы, характеристики коренных пород (например, трещиноватость, твердость, слоистость) и текстура почвы. проницаемость. Форма склона (рис. 59) указывает на концентрацию или рассеяние поверхностных и подземных вод. Выпуклые склоны (например, широкие хребты) будут рассеивать воду по мере ее движения вниз по склону. Прямые склоны концентрируют воду на нижних склонах и способствуют нарастанию гидростатического давления. На вогнутых склонах обычно наблюдаются канавки и выемки. Вода в этих районах сосредоточена в самой низкой точке склона и, следовательно, представляет собой наименее желательное место для дороги.

Гидрологическими факторами, которые следует учитывать при выборе дорог, являются количество пересечений ручьев, боковой уклон и режим влажности. Например, в самой низкой точке склона может потребоваться всего одно или два пересечения ручья. Кроме того, боковые откосы обычно не такие крутые, что снижает объем земляных работ. Тем не менее, боковые насыпи и требования к дренажу потребуют особого внимания, поскольку вода, собранная в верхних точках склона, будет концентрироваться в нижних точках. В целом, дороги, построенные на верхней трети склона, имеют лучшие условия влажности почвы и, следовательно, имеют тенденцию быть более устойчивыми, чем дороги, построенные на более низких участках склона.

Читайте также:
Основы установки лучистого напольного отопления | 2014-01-09 | Монтажник напольных покрытий

Естественные дренажные характеристики склона, как правило, не должны изменяться. Например, дренажная сеть будет расширяться во время шторма, охватывая наименьшее углубление и водоотвод для сбора и транспортировки стоков. Поэтому в каждом проходе должен быть установлен водопропуск, чтобы не препятствовать естественному расположению ливневого стока. Водопропускные трубы должны располагаться на одном уровне и на одной линии с осевой линией канала. Невыполнение этого требования часто приводит к чрезмерной эрозии почвы выше и ниже водопропускной трубы. Кроме того, мусор не может свободно проходить через водопропускную трубу, вызывая закупорку и часто полное разрушение призмы дороги. Потоки верхнего бьефа вызывают особую озабоченность (точка A, рис. 60), поскольку общепринято считать, что из области сбора влаги над переходами невозможно создать измеримые потоки. Тем не менее, плохой дренаж или его отсутствие на пересечениях дорог в этих районах печально известны тем, что вызывают крупные оползни и потоки мусора, особенно если они расположены на выпуклых изломах склонов.

Повышенный риск обрушения дороги создается в точках A и B. В точке A вода скапливается над дорожной насыпью или стекает вниз по склону через придорожную канаву в точку B. Застой в точке A может вызвать ослабление и/или эрозию земляного полотна. Если водопропускная труба на Потоке 1 засорится, вода и мусор будут течь в точку А и из А в Б. Следовательно, водопропускная труба на В обрабатывает стоки из всех трех ручьев. Маловероятно, что канава или водопропускная труба в точке B смогут эффективно сбрасывать поток и мусор из всех трех водотоков, что приведет к переполнению и возможному разрушению дороги в точке B.

Рисунок 59. Форма склона и ее влияние на гидрологию склона. Форма склона определяет, является ли вода рассеянной или концентрированной. (Лесная служба США, 1979 г.).

Система дорожного дренажа должна удовлетворять двум основным критериям, если она должна быть эффективной в течение всего расчетного срока службы:

Он должен допускать минимальное нарушение естественного дренажа.

Проектирование дренажных сооружений основано на таких науках, как гидрология и гидравлика: первая касается возникновения и формы воды в природной среде (осадки, речной сток, влажность почвы и т. д.), а вторая — инженерных свойств жидкостей. в движении.

Читайте также:
101 идея и дизайн кухонного потолка (фото)

Рис. 60. В водопропускных трубах и дорогах изменены схемы дренажа эфемерных ручьев 2 и 3. Места A и B становятся потенциальными местами разрушения. Поток 3 вынужден принимать больше воды ниже B из-за неадекватного дренажа в A.

4.2 Оценка стока

Размер любой дренажной установки определяется в зависимости от вероятности возникновения ожидаемого пикового расхода воды в течение расчетного срока службы установки. Это, конечно, связано с интенсивностью и продолжительностью дождей, происходящих не только в непосредственной близости от сооружения, но и выше по течению от сооружения. В снежных зонах пиковый сток может быть результатом периода интенсивного потепления, вызывающего быстрое таяние снежного покрова.

В дополнение к рассмотрению интенсивности и продолжительности пиковых дождей, частота или как часто можно ожидать наступления расчетного максимума, также является фактором, который чаще всего основан на сроке службы дороги, трафике и последствиях отказа. . Основные автомагистрали часто включают периоды частоты от 50 до 100 лет, второстепенные дороги – 25 лет, а лесные дороги с низкой интенсивностью движения – от 10 до 25 лет.

Часть воды, попадающей на землю в виде дождя, будет просачиваться в почву, где будет храниться до тех пор, пока не будет поглощена растениями или транспортироваться через поры в виде подземного потока, часть испарится обратно в атмосферу, а оставшаяся часть внесет свой вклад. к сухопутному течению или стоку. Речной сток состоит из аккумулированной почвенной влаги, которая подается в реку с более или менее постоянной скоростью в течение года в виде стока подземных или подземных вод, а также воды, которая поступает в русло более быстро по мере того, как дренажная сеть расширяется в эфемерные каналы, чтобы включить избыточное количество осадков во время сильного шторма. Доля осадков, которые в конечном итоге становятся речным стоком, зависит от следующих факторов:

Размер площади дренажа. Чем больше площадь, тем больше объем стока. Для использования формул и диаграмм стока необходима оценка площади бассейна.

Топография . Объем стока обычно увеличивается с увеличением крутизны склона. Средний уклон, высота бассейна и экспозиция, хотя они и не часто используются в большинстве формул и диаграмм стока, могут дать полезные подсказки при уточнении проекта.

Читайте также:
Домашняя тонировка окон: что нужно знать перед покупкой | Семейный разнорабочий

Почвы . Сток зависит от характеристик почвы, особенно от проницаемости и инфильтрационной способности. Скорость инфильтрации сухой почвы в силу ее внутренней проницаемости будет неуклонно уменьшаться со временем по мере ее увлажнения при постоянной интенсивности осадков. Если интенсивность осадков больше, чем конечная скорость инфильтрации почвы (инфильтрационная способность), то количество воды, которое не может быть поглощено, накапливается в углублениях в земле или стекает с поверхности. Любое состояние, которое неблагоприятно влияет на характеристики инфильтрации почвы, увеличивает объем стока. Такие условия могут включать гидрофобность, уплотнение и мерзлую землю.

Существует ряд различных методов для прогнозирования пиковых потоков. Анализ повторяемости паводков является наиболее точным методом при наличии достаточных гидрологических данных. Например, Геологическая служба США опубликовала эмпирические уравнения, дающие оценки максимального расхода воды из водотоков во многих частях Соединенных Штатов на основе региональных данных, собранных из «измеренных» водотоков. На северо-западе штата Орегон анализ частоты показал, что расход стока с 25-летним интервалом повторяемости наиболее тесно коррелирует с площадью водосбора и интенсивностью осадков для 2-летнего 24-часового шторма. На сегодняшний день это лучший способ оценки пиковых потоков в неустаревающем потоке, поскольку можно определить интервал повторения, связанный с любым данным событием потока, и использовать его для оценки вероятности отказа.

Вероятность появления пиковых расходов, превышающих проектную мощность предлагаемого сооружения пересечения ручья, должна быть определена и использована в процедуре проектирования. Чтобы включить эту информацию в проект, необходимо указать риск отказа в течение расчетного срока службы. Определив приемлемый уровень риска, землеустроитель официально заявляет желаемый уровень успеха (или неудачи), который должен быть достигнут с дренажными сооружениями дорог. В таблице 25 приведены интервалы повторения наводнений для установок в зависимости от их расчетного срока службы и вероятности отказа.

Таблица 23. Интервал повторения наводнения (годы) в зависимости от расчетного срока службы и вероятности отказа. * (Мегахан, 1977).

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: