Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка способа защиты откосов земляного полотна в условиях подтоплений

Сведения об участнике
ФИО
Макарова Юлия Александровна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Производственные технологии
Тема
Разработка способа защиты откосов земляного полотна в условиях подтоплений
Резюме
В данной работе были рассмотрены основные причины разрушения автомобильных дорог. Ключевыми проблемами лесозаготовительных регионов являются проблемы, вызванные особенностями климата, и для большинства регионов общей остается проблема паводков.
В ходе моделирования было проведено исследование процессов разрушения земляного полотна и дорожной одежды в условиях подтопления.
Целью исследования является разработка альтернативного способа повышения прочностных характеристик земляного полотна автомобильной дороги под воздействием негативных природно-климатических факторов. В работе была предложена новая конструкция защиты откосов земляного полотна.
Ключевые слова
автомобильная дорога, переувлажнение грунта насыпи, разрушение земляного полотна, паводки, откосы, защита земляного полотна, геосинтетические материалы
Цели и задачи
Цель исследований: Разработка способа защиты откосов земляного полотна автомобильной дороги в условиях подтоплений.
Задачи исследований:
–Разработать способ повышения прочности земляного полотна с учетом неблагоприятных климатических факторов.
–Построить математическую модель разрушения земляного полотна под воздействием потоков воды, а также под воздействием стоячей воды.
Введение

В условиях повышенной влажности грунтов на территориях рек Забайкалья, Нижней Волги, Урала происходит значительное снижение несущей способности земляного полотна.

Данные явления не только затрудняют движение автомобильного транспорта, но и значительно сокращают срок службы дороги, разрушая её.

Из-за особенностей климата в указанных регионах строительство водоотводных, защитных и укрепительных сооружений не всегда дает ожидаемый положительный результат. Постоянное воздействие воды приводит к быстрому разрушению дороги и вымыванию грунта земляного полотна.

По данным причинам необходимо исследование процессов эрозии земляного полотна в условиях подтопления для разработки альтернативных мероприятий по противодействию паводков.

Методы и материалы

Теоретической базой исследования являются основные законы гидродинамики, методы математического и физического моделирования. Математическое моделирование проводилось с использованием программного комплекса FlowVision 3.0.

Описание и обсуждение результатов

Усовершенствование методов укрепления автомобильных дорог позволяет создать более долговечные и прочные конструкции защиты земляного полотна.

В последние годы для укрепления откосов земляного полотна наиболее часто используются геосинтетические материалы, имеющие перед остальными как экономические, так и экологические преимущества.

Для защиты откосов земляного полотна от воздействия неблагоприятных природно-климатических факторов, в данном случае влияния воды на разрушение автомобильных дорог, требуется создание комбинированной конструкции укрепления, имеющего дополнительный слой защиты, препятствующий проникновению воды в грунт земляного полотна.

Возможным вариантом решения данной проблемы является следующая конструкция укрепления земляного полотна. Способ крепления откоса геосотовым геосинтетическим материалом осуществляется следующим образом. На подготовленную поверхность откоса 1 укладывают сверху вниз полотнища геотекстильного материала 2, которое обрабатывают слоем гидрофобной полимерно-грунтовой смеси 3. Поверх полотнища геотекстильного материала 2, обработанного слоем гидрофобной полимерно-грунтовой смесью 3, устанавливают геосотовый геосинтетический материал, состоящий из перфорированных геополос 4, и закрепляют на поверхности откоса 1 металлическими анкерами 7, а в нижней части закрепляют бетонным упором 8. Ячейки геосотового геосинтетического материала заполняют песчано-гравийной смесью 5 и подвергают полимерной пропитке 6. На поверхность геосотового геосинтетического матариала, состоящего из геополос 4 наносится слой грунта 9 пропитываемого жидким полимером 10.

Вода, возникающая в результате атмосферных осадков, стекает по верхнему слою укрепления, где в дальнейшем отводится с помощью водоотводных сооружений. В случае подтоплений в зависимости от времени взаимодействия данная конструкция укрепления земляного полотна должна не пропустить воду внутрь грунта земляного полотна и предотвратить его вымывание. В данной конструкции создается целых два водонепроницаемых слоя, повышающих защитные особенности при укреплении автомобильных дорог.

Общий вид конструкции можно представить на рисунке 19.

Рисунок 19 – Общий вид конструкции укрепления земляного полотна: 1-поверхность откоса; 2-геотекстильный материал; 3- слой гидрофобной полимерно-грунтовой смеси; 4- геосотовый геосинтетический материал; 5-песчано-гравийная смесь; 6-полимерная пропитка; 7-анкеры; 8-бетонный упор; 9-слой грунта; 10-жидкий полимер.

Данный способ должен удовлетворять основным технологическим требованиям в условиях подтоплений. Использование этого комбинированного варианта укрепления откосов позволит уменьшить степень разрушения автомобильной дороги в зависимости от времени воздействия водного потока на поверхность земляного полотна в рассматриваемых регионах.

Используемые источники
1. Курьянов, В. К. Автомобильные дороги [Текст] : учеб. пособие / В. К. Курьянов, Д. Н. Афоничев, А. В. Скрыпников. – Воронеж, 2007. – 284 с.
2. Автомобильные дороги. Защита откосов автомобильных дорог от размыва – М: Росавтодор, 1992. – 42 с.
3. С.В. Борщ, Ю.А. Симонов, А.В. Христофоров, Н.М. Юмина. Краткосрочное прогнозирование уровней воды на реке Амур: Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации, 2014. – 20 с.
4. Ключевые цифры. Автомобильная статистика – 2013 г. [Текст]: статистический справочник/ Аналитическое агентство АвтоСтат. - Тольяти, 2013.
5. Лесной план Хабаровского края на 2009-2018 годы. Книга 1–3. – г.Хабаровск, 2008 г. – 974 с.
6. Управление риском трансграничных наводнений: опыт региона ЕЭК ООН. – Нью-Йорк и Женева: Издание Организации Объединенных Наций. – 2009. – 102 с.
7. Наводнение-2013. –Талакан. – 2014. – 144 с.
Information about the project
Surname Name
J. A. Makarova
Project title
Development of the subgrade slopes anti-flood protection method
Summary of the project
In this work we were considered the main causes of the destruction of roads. Key issues of logging areas are the problems caused by the peculiarities of the climate, and for most regions of the overall problem remains floods.
During the simulation study was carried out of the destruction of the subgrade and pavement in terms of flooding.
The aim of this study is to provide an alternative method for increasing the strength characteristics of the subgrade of the road under the influence of adverse climatic factors. In the new design of the protection slope roadbed has been proposed.
Keywords
road, moistening the soil mound, the destruction of roadbed, floods, slopes, protection of subgrade, geosynthetics