Способ регулирования гидротермического режима земляного полотна автомобильной дороги на участках с напорными грунтовыми водами

 

Изобретение относится к дорожному строительству и может применяться для уменьшения разрушения дорожного полотна на участках дорог с напорными грунтовыми водами. Новым в способе регулирования гидротермического режима земляного полотна автомобильной дороги на участках с напорными грунтовыми водами является то, что в земляном полотне сооружают дренирующий слой с дренирующей геотекстильной прослойкой, осуществляют бурение скважин на глубину залегания водоносного горизонта напорных грунтовых вод, при этом восходящий поток грунтовых напорных вод в скважинах разделяют на два потока, один из которых направляют в дренирующий слой, а другой выводят за пределы земляного полотна. Технический результат изобретения состоит в повышении несущей способности земляного полотна и дорожной одежды путем уменьшения в них температурных градиентов в летнее и зимнее время. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области дорожного строительства и может применяться для уменьшения разрушения дорожного полотна на участках дорог с напорными грунтовыми водами.

Известен способ регулирования гидротермического режима земляного полотна автомобильной дороги, включающий сооружение в нем теплоизоляционного и дренирующего слоев (а.с. СССР 1357474, кл. Е 01 С 3/00).

Недостатком данного способа являются высокие затраты на сооружение теплоизолирующего слоя, предотвращающего глубокое промерзание и пучение грунта земляного полотна.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ регулирования гидротермического режима земляного полотна автомобильной дороги на участках с напорными грунтовыми водами, включающий сооружение в нем дренирующего слоя с дренирующей геотекстильной прослойкой и бурение скважин (а.с. 1763545, кл. 5 Е 01 С 3/06).

Недостатком данного способа является его низкая эффективность, обусловленная тем, что в глинистых грунтах земляного полотна с малым коэффициентом фильтрации расход восходящего потока напорных грунтовых вод водоносного горизонта весьма мал и не оказывает существенного утепляющего действия на рабочий слой земляного полотна и дорожную одежду в зимний период и охлаждение дорожной одежды в летний период. Отсутствие связи с водоносным горизонтом обусловливает промерзание скважин.

Задачей настоящего изобретения является повышение несущей способности земляного полотна и дорожной одежды путем уменьшения в них температурных градиентов в летнее и зимнее время.

Настоящая задача решается тем, что в способе регулирования гидротермического режима земляного полотна автомобильной дороги на участках с напорными грунтовыми водами, включающем сооружение в нем дренирующего слоя с дренирующей геотекстильной прослойкой и бурение скважин, бурение скважин осуществляют на глубину залегания водоносного горизонта напорных грунтовых вод, при этом восходящий поток грунтовых напорных вод в скважинах разделяют на два потока, один из которых направляют в дренирующий слой, а другой выводят за пределы земляного полотна.

Величину расхода потока напорных грунтовых вод, направляемого в дренирующий слой, регулируют дросселированием потока, выводимого за пределы земляного полотна На чертеже дана схема осуществления способа.

На схеме показано земляное полотно 1 автомобильной дороги, образованное в выемке с откосами 2 и кюветами 3. В рабочем слое земляного полотна 1 образован дренирующий слой 4 с дренирующей геотекстильной прослойкой 5. В земляном дорожном полотне 1 пробурены скважины 6 на глубину залегания водоносного горизонта 7 напорных грунтовых вод, статический уровень которых ( уровень грунтовых вод) превышает отметку поверхности дорожной одежды 8. В скважине 6 устанавливают трубу 9, которая выводит грунтовые воды из водоносного горизонта за пределы земляного полотна 1. Затрубное пространство, образованное трубой 9 и стенкой скважины 6, заполнено фильтрационной засыпкой 10 и устье скважины затампонировано водонепроницаемым уплотнением 11. На верхнем конце трубы установлен регулировочный вентиль 12.

Способ осуществляется следующим образом. На участках дороги с напорными грунтовыми водами, имеющих дренирующий слой 4 с дренирующей геотекстильной прослойкой 5, бурят скважины на глубину залегания водоносного горизонта грунтовых напорных вод 7. В скважины устанавливают трубы 9, выводящие напорные грунтовые воды за пределы земляного полотна 1. Восходящий поток напорных грунтовых вод разделяется на два потока. Один поток по трубе 9 выводится за пределы земляного полотна 1, а другой поток через фильтрационную засыпку 10 поднимается в дренирующий слой 4 и через него и дренирующую геотекстильную прослойку 5 выводится за пределы земляного полотна. Для предотвращения его истекания через затрубное пространство верхняя часть этого пространства затампонирована водонепроницаемым уплотнением 11. Поднимающаяся по затрубному пространству влага растекается над земляным полотном дороги 1 в дренирующем слое 4 и в зависимости от времени года согревает или охлаждает дорожное покрытие. При этом величина потока грунтовых вод, направляемая в дренирующий слой, регулируется дросселированием трубы 9 вентилем 12. Подача напорных грунтовых вод под дорожное покрытие в зону дренирующего слоя позволяет уменьшить температурный градиент в земляном полотне в летний и зимний периоды года, что положительно влияет на долговечность дорожного покрытия.

Пример. В земляном полотне автомобильной дороги, образованном в выемке с напорными грунтовыми водами и имеющем дренирующий слой в виде крупнозернистого песка, покрытого геотермальным полотном дарнитом, были пробурены скважины диаметром 150 мм на глубину залегания водоносного горизонта, которая составляла 9,8 м.

После бурения скважин в них на полную глубину были установлены трубы (в данном случае тепловые трубы с полым центральным каналом) с наружным диаметром 110 мм. Затрубное пространство скважин было засыпано щебнем с фракционным составом 3-7 мм. Устье скважин было затампонировано бетоном. Верхние концы труб были направлены в кюветы дорожной конструкции и снабжены регулировочными вентилями. Путем уменьшения (дросселирования) расхода воды через трубы была достигнута подача воды через затрубное пространство скважин в дренирующий слой и геотекстильное полотно дарнит с последующим оттоком в кюветы дороги.

Формула изобретения

1. Способ регулирования гидротермического режима земляного полотна автомобильной дороги на участках с напорными грунтовыми водами, характеризующийся тем, что в земляном полотне сооружают дренирующий слой с дренирующей геотекстильной прослойкой, осуществляют бурение скважин на глубину залегания водоносного горизонта напорных грунтовых вод, при этом восходящий поток грунтовых напорных вод в скважинах разделяют на два потока, один из которых направляют в дренирующий слой, а другой выводят за пределы земляного полотна.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину расхода потока напорных грунтовых вод, направляемого в дренирующий слой, регулируют дросселированием потока, выводимого за пределы земляного полотна.

РИСУНКИ

Рисунок 1