Страница 3: Методические рекомендации по устройству и содержанию зимних автомобильных дорог на снеговом и ледяном покрове в условиях строительства БАМ (46193)

Поперечный профиль типа V назначают на участках, где отсутствует в основании подземный лед. При этом целесообразно предусматривать в проектах удаление мохорастительного покрова, заполнение корыта дороги водой с последующим ее замораживанием для создания ровного и прочного основания.

Рис. 1. Поперечные профили автозимников на прочных грунтовых основаниях:

1 - снеговой покров; 2 - тщательно укатанный снег на проезжей части; 3 - уплотненный снег на обочинах; 4 - спланированное основание; 5 - выравнивающий слой из песка или гравия; 6 - нагорный валик; 7 - нагорная канава; 8 - утепленный лоток для отвода грунтовых вод; 9 - направление движения грунтового потока; 10 - грунтовая насыпь на косогоре

Рис. 2. Поперечные профили автозимников, прокладываемых по заболоченным поймам и долинам рек:

1 - снеговой покров; 2 - тщательно укатанный снег на проезжей части; 3 - уплотненный снег на обочинах; 4 - естественный мохорастительный покров; 5 - лед; 6 - перемешанный с мохорастительным покровом грунт, тщательно спланированный гладилками

Во избежание развития термокарстовых и термоэрозионных процессов, когда в основании близко от поверхности залегает подземный лед, мохорастительный покров и кочки не удаляют, а тщательно рыхлят и перемешивают с грунтом на полосе проезжей части, планируют и уплотняют гладилками (тип VI).

2.30. На марях, бугристых вечномерзлых торфяниках и других подобных участках автозимники проектируют с поперечным профилем типа VII (см. рис. 3). Для получения ровного основания предусматривают срезку кочек и устройство слоя из песка или гравия с поливкой его водой.

Рис. 3. Поперечный профиль автозимника на марях и бугристых вечномерзлых торфяниках:

1 - снеговой покров; 2 - тщательно укатанный снег на проезжей части; 3 - уплотненный снег на обочинах; 4 - выравнивающий слой не менее 15 - 20 см из песка или гравия; 5 - грубо спланированное грунтовое основание

Рис. 4. Поперечный профиль автозимника в насыпи из снега:

1 - снеговой покров; 2 - насыпь из уплотненного снега; 3 - оледененный слой снега на проезжей части или настил из тонкомерной древесины, веток, сучьев и т.п.

2.31. При пересечении оврагов, участков с резким переломом профиля, а также на отдельных сильнозаносимых участках местности (см. рис. 4) рекомендуется устраивать снежные насыпи в обтекаемом профиле (тип VIII). Для повышения прочности насыпи устраивают снежно-ледяную одежду или настил из тонкомерной древесины, веток, сучьев и т.п. Плотность снега в теле насыпи должна быть не менее 0,5 г/см3 в нижних слоях и 0,55 г/см3 в верхних.

2.32. Конструкции ледовых автозимников и ледяных переправ назначают в соответствии с поперечными профилями на рис. 5 - 8.

Рис. 5. Поперечный профиль автозимника на ледяном покрове рек и озер:

1 - снеговой покров; 2 - уплотненный слой снега на полотне; 3 - ледяной покров; 4 - вода

На ледяных переправах для более раннего начала эксплуатации сухопутного зимника и обеспечения возможности использования слабого ледяного покрова, как правило, предусматривают усиление льда (типы Х - ХIV).

2.33. Способ усиления ледяной переправы выбирают в каждом конкретном случае в зависимости от климатических условий периода строительства, толщины и состояния ледяного покрова, режима реки, наличия материалов и механизмов, интенсивности и вида обращающихся по автозимнику нагрузок.

Рис. 6. Поперечные профили автозимников на ледяном покрове (ледяные переправы) при усилении методом послойного намораживания льда:

1 - притрамбованный снег; 2 - жерди; 3 - намораживаемые слои; 4 - валик из снега; 5 - естественный ледяной покров; 6 - вода

Усиление послойным намораживанием (типы Х - ХI) - наиболее дешевый и легко осуществимый способ. Он эффективен, и его рекомендуется применять на реках с медленным течением воды, при достаточно большой толщине естественного, прочного, однородного ледяного покрова, при наличии в период строительства устойчивых отрицательных температур воздуха (ниже -10 °С).

Для ускорения намораживания и повышения прочности переправы следует предусматривать вмораживание хвороста, мелких сучьев, веток, поперечного настила из жердей, отходов лесопиления и т.п. При этом образуется единая конструкция из слоя основного льда и слоя дополнительно намороженного армированного льда.

Усиление ледяной переправы деревянными настилами предусматривают при тяжелом интенсивном движении, на реках с быстрым течением и поздними сроками образования устойчивого и достаточно толстого льда, а также при слоистом ледяном покрове.

Рис. 7. Поперечные профили автозимников на ледяном покрове (ледяные переправы) при устройстве деревянного настила:

1 - снеговой покров; 2 - колесопроводы; 3 - поперечины; 4 - стойки; 5 - естественный ледяной покров; 6 - вода

Ледяная переправа может быть усилена деревянным колейным настилом на поперечинах, укладываемых на лед (тип ХII) или опирающихся на вмороженные в лед стойки (тип ХIII), либо устроена в виде плавающей дерево-ледяной переправы (тип ХIV). Конструкцию типа ХIII предусматривают на неглубоких реках (до 4 - 5 м) при стабильном уровне воды в осенний период и образовании тонкого, слоистого и неоднородного ледяного покрова. При глубине реки более 4 - 5 м и резком колебании уровня воды следует предусматривать конструкцию типа ХIV.

Рис. 8. Конструкция «плавающей» дерево-ледяной переправы:

1 - валик из снега; 2 - намороженный слой льда; 3 - грунтовая засыпка; 4 - продольные лежни: d = 20 ?? 22 см; 5 - сплошной сланевый настил из тонкомерной древесины d = 12  16 см; 6 - колесоотбойные брусья d = 22  24 см; 7 - проволочная скрутка d = 8 мм; 8 - естественный ледяной покров; 9 - вода

2.34. Сопряжения берега и ледяной переправы проектируют в соответствии с рис. 9. Простейший съезд с берега на лед (рис. 9, а) устраивают при наличии прочного льда, который лежит на воде и хорошо опирается на берег. В остальных случаях устраивают свайные съезды с берега на лед (рис. 9, б).

2.35. При проектировании автозимников небольшого протяжения, предназначенных для вывозки грунта из карьеров и обеспечения хозяйственных нужд предприятий и строек, технически и экономически целесообразно предусматривать конструкции с продленными на весенне-летний период сроками эксплуатации (рис. 10).

Рис. 9. Конструкции сопряжения берега и ледяного покрова на переправах:

а) простейший съезд с берега на лед; б) свайный съезд с берега на лед; 1 - настил; 2 - лед с вмороженным хворостом

Конструкция временной дороги для эксплуатации в зимний период и в начале весенне-летнего периода (см. рис. 10) при интенсивности движения до 75 - 100 авт/сутки (тип ХV) состоит из мерзлого основания и теплоизолирующего полотна (смеси снега со мхом и растительным покровом). По условиям обеспечения водонепроницаемости, достаточной прочности и незначительной интенсивности таяния плотность этого полотна должна быть не менее 0,65 г/см3 в верхних и не менее 0,55 г/см3 в нижних слоях.

Для эксплуатации дороги в течение нескольких лет в условиях тяжелого и интенсивного движения следует предусматривать конструкции типа ХVI и ХVII. Конструкции типа ХVI применяют при наличии в районе строительства достаточного количества снега. Плотность снега в теплоизолирующем полотне должна быть не менее 0,6 г/см3. Земляное полотно предназначено воспринимать нагрузки от проходящих транспортных средств; его отсыпают шириной не менее 10 м и высотой не менее 0,5 м с откосами 1:1,5 из крупнообломочных щебенистых грунтов.

Рис. 10. Поперечные профили автозимников с продленными сроками эксплуатации и временных дорог:

1 - снеговой покров; 2 - уплотненный слой снега на полотне дороги; 3 - естественный мохорастительный покров; 4 - полотно теплоизоляции из смеси снега со мхом; 5 - мерзлое грунтовое основание; 6 - земляное полотно; 7 - хворостяная выстилка или сплошной настил из тонкомерной древесины; 8 - полотно из уплотненного снега; 9 - сильнольдистый грунт основания

Для снижения интенсивности таяния снежного полотна в теплый период и обеспечения равномерных осадок при оттаивании целесообразно предусматривать поверх теплоизолирующего полотна хворостяную выстилку толщиной 15 - 20 см (тип ХVII).

При достаточном количестве снега земляное полотно может быть отсыпано непосредственно на мерзлое основание (тип ХVII и XIX). При этом следует полностью сохранить мохорастительный покров, а на участках с сильнольдистыми грунтами и подземным льдом дополнительно предусмотреть в основании земляного полотна хворостяную выстилку толщиной 15 - 20 см или сплошной настил из неделовой древесины (тип XIX).

По мере оттаивания грунтов основания следует предусматривать компенсацию осадки основания постепенной досыпкой грунта в насыпь.

Определение несущей способности ледовых автозимников и автозимников на болотах и марях

2.36. Перед началом эксплуатации ледовых автозимников и автозимников на болотах необходимо предварительно проверить грузоподъемность льда и промерзающего слоя болота.

Ориентировочно несущая способность ледяного покрова и промерзающего болота при пропуске единичных грузов может быть оценена по табл. 7 и 9.

2.37. Грузоподъемность ледовых автозимников при пропуске как единичных грузов, так и поездных нагрузок различных габаритов определяют по формуле

                                                         (1)

где Q - допустимая нагрузка на лед (вес автомобиля, трактора), тс;

m - коэффициент Пуассона льда, равный 0,34;

sи - допустимое напряжение при изгибе льда, тс/м2, равное для пресного льда 80 тс/м2; для соленого - 40 тс/м2;

Е1, Еср, Е2 - значения модулей упругости соответственно нижнего, среднего и верхнего слоев ледяного покрова, тс/м2, которые определяют по формуле

Еi = 2  105(1 + 0,04);

t - температура льда без учета знака минус, C: при определении Е1 t = 0 °C; при определении E2 величину t принимают равной температуре воздуха (t = tв); при Еср определении t = 0,5tв;

h - толщину основного кристаллического слоя льда, м;

В(a) - коэффициент, определяемый по графику (рис. 11) в зависимости от .

Таблица 7

Примечание: 1. Показатели даны для пресного льда, прочность которого выше, чем льда, содержащего соли. Для льда морских заливов допустимая нагрузка должна быть ниже на 20 %.

2. Допустимая нагрузка определена для прозрачного слоистого льда, намерзшего с нижних слоев, для льда иной структуры она устанавливается с учетом коэффициента К1 (табл. 8).

Таблица 8

Таблица 9