Рекомендации по расчёту дренажных систем дорожных конструкций (стр. 14 )

4. Схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна – III.

5. Грунт насыпи и естественного основания – супесь пылеватая.

6. Уклон дренирующего слоя i = 0,03.

Требуется оценить возможность работы морозозащитного слоя как дренирующего.

Расчет

Расчет толщины дренирующего слоя выполняют на осушение.

1. В соответствии с пунктами 1-3 предыдущего примера qр = 0,0056 м3/(м2 сут)

q¢ = qpB/2 =0,0056×7:2 = 0,0196 м3/(м2·сут);

q¢/Кф = 0,0196:2,1 = 0,0093;

2. По номограмме (рисунок 3) определяют 3,5 hнас/L = 0,28; L = 9,6 м (см. пункт 3 предыдущего примера), отсюда hнас = 0,77

hп = hзaп + hнаc = 0,20 + 0,77 = 0,97 м.

Поскольку требуемая толщина дренирующего слоя превышает заданную, следует применить конструкцию с прикромочным дренажем. Примем, что продольная дрена расположена под серединой обочины. В этом случае путь фильтрации L = В/2 + а/2 = = 4,75 м.

3. По номограмме (рисунок 6) по величине qp/Кф = 0,0056/1,2 = 0,0047 находят 2 значения hп: для L = 5,0 м и L = 3,5 м. По методу интерполяции hп = 0,40 м.

4. Проверку на временное поглощение воды дренирующим слоем выполняют по формуле (5). По таблице 6 jзим = 0,44; Тзап = 6 сут.

По формуле (6) вычисляют φзим при пористости n=0,32 и толщине дренирующего слоя hп = 0,40 м,

φзим = (1,55 - 0,816· hп) - ( 2,5 - 0,501 · hп) ·n = (1,55 - 0,816·0,40) - ( 2,5 - 0,501 · 0,40) ·0,34=0,4417.

hp = (qp×Тзап/n + 0,3hзап):(1 - jзим) = (0,0056×6:0,27 + 0,3×0,20):(1 - 0,4417) = 0,28 м.

Расчет окончен.

Пример 3

Исходные данные

1. Участок дороги III технической категории расположен в Московской области.

2. Высота насыпи составляет 1,5 м, толщина дорожной одежды – 0,70 м.

3. Толщина морозозащитного слоя из среднезернистого песка 0,70 м, коэффициент фильтрации Кф = 0,49 м/сут, пористость n = 0,28.

4. Схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна – III.

5. Грунт насыпи и естественного основания – супесь пылеватая.

6. Уклон дренирующего слоя i = 0,03.

Требуется оценить возможность работы морозозащитного слоя как дренирующего.

Расчет

Ввиду того, что коэффициент фильтрации грунта достаточно низкий, дренирующий слой рассчитывают на поглощение.

По таблице 6 для n = 0,28 jзим = 0,55.

По таблице 3 для условий II дорожно-климатической зоны и 3-й схемы увлажнения Qp = 60 л/м2. По формуле (4):

hп = (Qp/1000n + 0,3hзап):(1 - jзим) = [60:(1000×0,28) + 0,3×0,15]:(1 - 0,55) = 0,58 м.

Расчет окончен.

Пример 4

Проектирование дренажа с использованием дренажного композитного геосинтетического материала

Дополнительный композитный геосинтетический дренажно-защитный слой в конструкции автомобильных дорог согласно "GDA Empfehlung 3/1997 E 2 - 20" [18] для дренажного мата Х 5006H/5-2s/Т100PP и Х 5004С/5-2s/Т110РР [20].

Расчетные данные:
Параметры	Вводимые данные	Ед. изм.
Ширина проезжей части/длина фильтрации B =	7	м
Поперечный уклон земляного полотна 1:n	3	[-]
Поперечный угол уклона земляного полотна	18,43	°
Гидравлический градиент i =	0,316	[-] / [%]
Вертикальное нормальное напряжение (рисунок 10)	0,06	МПа
Толщина дополнительного дренажного слоя (согласно по п. 4.13 Документа) hпол, при коэффициенте фильтрации Кф = 3	0,40	м
Величина притока воды в дренирующую прослойку (согласно исходных данных для расчета, номограмма таблица 3), для глины, III схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна	0,01326	м3/(м2·сут)
или:	1,53E-04	л/(с·м2)

	Технический паспорт на дренажный мат Х 5006Н/Т110РР и Х 5004С/Т110РР
Гидравлический градиент	Нагрузка, кПа	Дренажная способность qДГК
5004Н/Т110РР	5004С/Т110РР
л/(м·с)	м3/(м2 сут)	л/(м·с)	м3/(м2 сут)
i=1.00	20	2,50	0,0289	1,00	0,0116
50	2,30	0,0266	0,90	0,0104
100	2,20	0,0255	0,82	0,0095
200	1,40	0,0162	0,75	0,0087
i=0.10	20	0,69	0,0080	0,20	0,0023
50	0,62	0,0072	0,17	0,0020
100	0,56	0,0065	0,15	0,0017
200	0,29	0,0034	0,14	0,0016
i=0.03	20	0,25	0,0029	0,08	0,0009
50	0,22	0,0025	0,07	0,0008
100	0,19	0,0022	0,05	0,0006
200	0,11	0,0013	0,04	0,0005

Учет негативных факторов для определения расчетной дренажной способности мата – согласно документу "GDA-Empfehlung"[18].

Учет изменения дренажной способности композита – согласно "GDA-Empfehlungen 3. Auflage 1997" [18].

Коэфициенты надежности (см. формулу (11):

FSIN – местные повреждения;

FSCR – ползучесть;

FSCC – уменьшение по условию химической устойчивости;

FSBC – уменьшение по условию биологической устойчивости;

FSSY – точность расчета.

Коэффициенты
FSIN = 1,0 - 1,5	1,50
FSCR = 1,2 - 1,4	1,00	(включен в qДГК)
FSCC = 1,0 -1,2	1,10
FSBC = 1,2 - 1,5	1,20
FSSY = 1,0 - 2,0	1,20
Общий коэффициент надежности:	2,38

Расчетная дренажная способность qp (для Х 5006Н/Т110РР при i=0.03 и нагрузке 100 кПа)
qp = qenka · (1/ (FSIN ·FSCR · FSCC · FSBC)) · ( 1 / FSSY)
qp =	0,0800	л/(с·м)	=	8,00E-05	м3/(с·м)

Сравнение между расчетной дренажной спосбностью композита qp и расчетной величины притока воды – согласно таблице 8 документа
	qp = расчетная дренажная способность геокомпозита [л/(с·м)]
	q = величина притока воды [л/(с·м)] (согласно формулы 10)
	q =	В (путь фильтрации) [м] · отвод воды [л/(с·м²)]
	q =	1,07E-03	л/(с·м)
				Разница в	521,05
	qp =	5,60E-01	л(с·м)		раз.
	qp > q =>	условие применения
Геосинтетический дренажный мат Х 5006../5-2s/Т110РР полностью обеспечивает отвод воды, со значительным коэффициентом запаса. Дренажная способность грунтового слоя hпол = 0,40 м (толщина дренажного слоя расчитана в соответствии с п. 5.1.4 Документа Кф = 3,4722E-05 м/с (Кф=3 м/сут) гидравлический уклон = Кф, песка Кф, песка qp песок qp песок Соотно-шение qpпесок = k · i · hпол м/сут м/с м³/(с·м) л/(с·м) qpДГК/qпесок 20 0,0002315 2,93E-05 0,0293 19,1 qpпесок = 0,000004 м³/(с·м) 50 0,0005787 7,32E-05 0,0732 7,6 100 0,0011574 0,000146 0,1464 3,8 qp песок = 0,0044 л/(с·м) Сравнение: Разница в 127,48 qp ДГК = 0,5598 л/(с·м) Дренажный мат типа Х 5006H/5-2s/Т110P больше дренажной способности песчаного грунта в: 127,48 раз.

Приложение Б

Физико-технические свойства геосинтетических материалов

1 – Физико-технические свойства геосинтетических материалов для фильтрующих прослоек

Вид материала	Прочность на растяжение, кН/м	Относительное удлинение при растяжении, %	Средняя прочность при статическом продавливании плунжером, кН	Размер пор 090w, мкм	Пробивание конусом, среднее значение, мм	Ширина рулона, м	Долина рулона, м	Площадь рулона, м2	Тип полимерных волокон
вдоль, Rpв	поперек, Rpп	Вдоль, εрвв	поперек, εрпв
ГТ. Н.Т.-1	8,5	52	1,18	135	35	5,2; 4,5	150; 100	780; 520; 450	Полипро-пилен
ГТ. Н.Т.-2	9	52	1,34	120	30
ГТ. Н.Т.-3	12,6	55	1,74	90	32
ГТ. Н.ГП (Т)-4	10	10	45	50	1,7	90	28	5	100	500	Полипро-пилен
ГТ. Н.ГП (Т)-5	13	13	45	50	2,2	90	22
ГТ. Н.ГП.-6	4,8	9,6	70	70	1,0	130	26	2,5; 5	100	250; 500	Полипро-пилен
ГТ. Н.ГП.-7	7,3	10,6	80	85	1,5	100	18

2 – Физико-технические свойства геосинтетических материалов для дренажных систем

Вид материал	Прочность на растяжение, кН/м	Относительное удлинение при растяжении, %	Средняя прочность при статическом продавливании плунжером, кН	Размер пор 090w, мкм	Пробивание конусом, среднее значение, мм	Ширина рулона, м	Длина рулона, м	Площадь рулона, м2	Тип полимерных волокон
вдоль, Rpв	поперек, Rpп	Вдоль, εрвв	поперек, εрпв
ГТ. Н.Т.-1	8,5	52	1,18	135	35	5,2; 4,5	150; 100	780; 520; 450	Полипропилен
ГТ. Н.Т.-2	9	52	1,34	120	30
ГТ. Н.Т.-3	10,3	52	1,575	100	27
ГТ. Н.Т.-4	12,6	55	1,74	90	32
ГТ. Н.ГП (Т)-5	10	10	45	50	1,7	90	28	5	100	500
ГТ. Н.ГП (Т)-6	13	13	45	50	2,2	90	22
ГТ. Н.ГП (Т)-7	12	12	45	50	2,0	80	25
ГТ. Н.ГП.-8	4,8	9,6	70	70	1,0	130	26	2,5; 5	100	250; 500
ГТ. Н.ГП.-9	6,4	9,8	70	80	1,2	130	20
Окончание таблицы Б.2
ГТ. Н.ГП.-10	7,3	10,6	80	85	1,5	100	18
Примечание – Сокращение названий принято согласно классификации геосинтетических материалов и области их применение.

3 – Классификация геосинтетических материалов (ГМ)

Геотекстильные материалы (ГТ)	Изделия, отнесенные к геотекстилю (ГВ)	Геосинтетические изоляционные материалы (ГИ)
Тканые (ГТ. Тк)	Георешетки (Гр)	Полимерные (ГИ. П)
Нетканые (Гт. Н)	Геосетки (ГСет)	Битумные (ГИ. Б)
Вязаные (Гт. В)	Геосоты (ГС)	Глинистые (ГИ. Г)
	Геоматы (ГМт)
	Геопрослойки (ГПро)

Библиография

[1] СНиП 2.05.02-85*	Строительные нормы и правила Российской Федерации. Автомобильные дороги
[2] ОДН 218.046-01	Проектирование нежестких дорожных одежд.- М, 2001
[3] ОДМД. Рекомендации	Рекомендации по совершенствованию методов борьбы с пучинами при ремонте автомобильных дорог (для опытного применения). - М.: НПО РОСДОРНИИ, 1991
[4] ОДМ 218.05.003-2010	Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог. - М.: НПО РОСДОРНИИ, 2010
[5] ВСН 46-83	Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. - М.: Транспорт, 1983
[6] СТО 76255760 -001-2009	Стандарт организации «Трубы и фасонные детали трубопроводов «ХОБАС» из термореактивных полимеров, армированных стекловолокном. Технические условия»
[7] EN ISO 13249-2009	Geotextiles and geotextile - related products. Required characteristics for use in the construction of roads and other trafficked areas
[8] ОДМ 218.5.006-2010 [9] ОДМ 218.7.001-2009 [10] ОДМ 218.2.046-2014 [11] Технологические карты	Рекомендации по методикам испытаний геосинтетических материалов в зависимости от области их применения в дорожной отрасли Рекомендации по осуществлению строительного контроля на федеральных автомобильных дорогах Рекомендации по выбору и контролю качества геосинтетических материалов, применяемых в дорожном строительстве Технологические карты по устройству земляного полотна и дорожной одежды (введены в действие распоряжением Минтранса России от 01.01.2001г. №ОС-468-р)
[12] СНиП 12-03-2001 [13] СНиП 12-04-2002 [14] [15] [16] , , [17]	Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство Конструкция и расчет дренажных устройств. – М.: Транспорт, 1980. - 190 с. Проектирование оптимальных нежестких дорожных одежд. Под ред. проф. . – М.: Транспорт, 1977. - 117 с. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд / под редакцией , , . – М.: Транспорт. – 1971. – 416 с. Дренаж дорожных одежд и аэродромных покрытий. Пер. с англ. – М.: Транспорт. – 1981. – 280 с. на осушение и дренаж.
[18] Deutsche Gesellschaft für Geotechnik (Hrsg.) [19] Koerner R. M.	Empfehlungen der Arbeitskreise zur "Geotechnik der Deponien und Altlasten", GDA.3. Aufl. Berlin: Ernst, 1997 Designing with Geosynthetics. – New Jersey. 5th, 2005.- 796 с.
[20] Материалы фирмы Colbond GmbH & Co. KG	www. colbond-geosynthetics. ru

ОКС ______________

Ключевые слова: дренаж, осушение, конструкция дорожной одежды, геосинтетики, геотекстиль, дренажные гекокомпозиты

Руководитель организации-разработчика
ФГБУ «РОСДОРНИИ» Генеральный директор	_______________
Руководитель разработки
Заведующий лабораторией, к. т.н	_______________