ИННОВАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ В УКРЕПЛЕНИИ ОТКОСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Объектом исследования является применение инновационных методов укрепления откосов обочин автомобильных дорог посевом семян многолетних трав.

Предметом исследования является механизмы посева семян, подбор рационального состава травосмеси для укрепления откосов дорог.

Проблема.

На дорогах, особенно у высоких насыпей или глубоких выемок, часто приходится наблюдать размыв откосов или дна кюветов после прохода весенних вод и дождей. Причем можно отметить, что размыв откосов, выемок и насыпей зависит в значительной степени (помимо уклона и длины откосов) также и от рода грунта, из которого построена насыпь или в котором заложена выемка, а для кюветов также и от продольного уклона.

Цель.

В настоящее время при проектировании технологии устройства земляных сооружений должны учитываться следующие показатели: стоимость строительства, средние затраты на профилактический ремонт в период эксплуатации, экологические требования, требования безопасности и устойчивость земляных сооружений.

Конструкции укрепления обочин и откосов должны обеспечивать прочность и устойчивость земляного полотна и его откосов, их не размываемость поверхностными и подтопляющими водами, требуемую интенсивность.

Традиционным методом укрепления откосов автомобильных дорог принято считать засев семян многолетних трав, который можно осуществить несколькими способами: гидропосев, засев механизированными сеялками. На сегодняшний день широко используются последний способ посева. Зачастую крутизна откосов насыпей и выемок не позволяют осуществить посев большими сельскохозяйственными сеялками и, к сожалению, приходится производить посев вручную. Что бы этого избежать предлагается использовать мини сеялки.

Задачи.

1. Минимизировать затраты на озеленительно- укрепительные работы на откосах автомобильных дорог.

2. Увеличить производительность труда.

3. Внедрить новый посевной агрегат для дорожно-строительных организаций.

4. Получить оптимальный состав травосмеси для климата Республики Татарстан.

5. Изучить водно-тепловой режим откосных частей земляного полотна и его влияние на образование местных деформаций на откосах насыпей из несвязных грунтов.

6. Разработать рекомендации по предупреждению и предотвращению локальных (местных) деформаций откосов земляного полотна автомобильных дорог, построенного из несвязных грунтов.

Меры, позволяющие предотвратить дальнейшее разрушение дороги.

Предотвращение разрушений откосов насыпей и выемок включает в себя комплексные меры устранения проблемных участков трассы. Своевременное выявление повреждений позволит предотвратить дальнейшее образование размыва, разрушения и улучшит прочностные характеристики откоса.

Методы борьбы с повреждениями позволяют поддерживать нужные транспортные и эксплуатационные показатели трассы, сохраняют целостность конструкции и покрытия, а также увеличивают продолжительность срока службы автомобильной поверхности. К этим методам относятся:

• регулирование поверхностного стока;
• защита земляного полотна от влияния атмосферных факторов;
• понижение уровня или перехват грунтовых вод;
• устройство поддерживающих сооружений;
• укрепление грунтов.

Регулирование поверхностного стока требуется для того, чтобы не происходили размывы земляного полотна и инфильтрация поверхностных вод в грунт. Для этого планируют территорию, прилегающую к земляному полотну, чем обеспечивают сток воды; создают сеть водосборно-водоотводных устройств; принимают специальные меры против инфильтрации в грунт воды с поверхности и через дно и стенки водоотводных устройств.

Засев травой – основной вид защиты откосов, выемок и незатопляемых насыпей. Для засева применяют смеси местных многолетних трав рыхлокустовых (тимофеевка), корневищных (костер безостый) и стержнекорневых или бобовых. Тип укрепления и вид защиты назначаются в зависимости от значимости и размеров сооружения, топографических, климатических, грунтовых и гидрологических условий, нали­чия местных материалов, сроков сооружения и других факторов. Укрепления уменьшают или предотвращают инфильтрацию атмосферных осадков в грунт, защищают земляное полотно от размывов текущей водой или волноприбоем, предохраняют песчаные откосы и обочины от ветровой эрозии. Укрепляются откосы насыпей и выемок (кроме откосов, сложенных скаль­ными неразмягчаемыми и крупнообломочными грунтами), обочины насыпей и выемок при песчаных или переувлажнённых глинистых грунтах и бермы. Засев откосов многолетними травами Засев травой является основным видом укреплений откосов выемок и незатопляемых насыпей. Для засева применяют с разной нормой высева смеси местных многолетних трав рыхлокустовых (например, тимофеевка), корневищных (например, костер безостый) и стержнекорневых или бобовых (например, люцерна). Как показали эксперименты, образующаяся на откосе дернина способна оказывать значительное сопротивление разрыву. Велика роль травяного покрова и в отношении осушения грунта. Испарение воды из почвы с травяным покровом в 2 раза больше, чем при оголенной поверх­ности. Расход воды на транспирацию травами составляет 230— 250 мм/год. На смачивание хорошо облиственного травостоя расходуется до 3—5 мм жидких осадков за один дождь. Таким образом, травяной покров увеличивает механическое сопротивление сплывам и аналогичным деформациям откосов, уменьшает количество поверхностной воды, попадающей в грунт откоса, существенно способствует осушению грунта. Кроме того, травяной покров препятствует прямому воздействию солнечных лучей на грунт и образованию усадочных трещин в результате интенсивного испарения воды с поверхностных слоев грунта. Для травосеяния применяют навесной агрегат ЦНИИСа или гидросеялку. Навесной агрегат ЦНИИСа подвешивается к стреле драглайна. Он вносит минеральные удобрения, заделывает их в растительный грунт, затем высевает семена, заделывает их в грунт и прикатывает откос после высева семян. Откос может засеваться практически на неограниченную высоту при обеспечении от смыва семян текущей во время дождей по откосу водой и при возможности механизированного посева. Для последней цели высокие откосы ВНИИ транспортного строительства рекомендует устраи­вать с полками (бермами) такой ширины (не менее 5 м), чтобы на них могла помещаться машина. С полок должен быть обеспечен быстрый и надежный отвод воды, в том числе и при снеготаянии; для этого им придается уклон не менее 2 % и устраиваются, если требуется, канавы или лотки, укрепленные от размыва и вредной инфильтрации воды в грунт. Для засева травами откосы покрывают слоем растительного грунта толщиной 10 см с применением при необходимости органоминеральных удобрений

Для укрепления откосов используются смеси трав следующего состава, %:

корневищные злаковые травы - 35 ... 55

рыхлокустовые злаковые травы - 30 ... 50

стержнекорневые бобовые травы - 5 ... 20

Посевные качества семян должны соответствовать требования ГОСТа Р 52325-2005. Высевать некондиционные семена ниже третьего класса не разрешается. При необходимости засеянную поверхность следует орошать водой с помощью поливочно-моечной машины из расчета 2 ... 4 м³ воды на 100 м² откоса. В дальнейшем в случае заметного увядания всходов орошение повторяют.

Оптимальный состав травосмеси.

Учитывая природно-климатические факторы в Республике Татарстан и приняв во внимание, что на ее территории могут расти более 60 видов сортов злаковых и бобовых культур, нужно было изготовить самый оптимальный состав травосмеси. Данная травосмесь должна была быть:

- неприхотлива к почве;

- засухоустойчива и морозоустойчива;

- период вегетации должен был начинаться с ранней весны и заканчиваться поздней осенью;

- корневая система должна была углубляться на 1м и потреблять обильное количество воды.

Учитывая все эти требования мы опытными путями составили травосмесь следующего состава:

Тимофеевка луговая - 30 %

Ежа сборная - 20 %

Овсяница луговая – 20 %

Донник (Козлятник) – 30 %

Список литературы:

1. Альбом конструкции укреплений откосов земляного полотна железных и автомобильных дорог общей сети России / Мосгипротранс. - М., 2000.
2. Гидротехнические сооружения: Справочник проектировщика / Под ред. В.П. Недриги. - М.: Стройиздат, 2003.
3. Дранников A.M., Стрельцес Г.В., Купраш Р.П. Оползни на автомобильных дорогах. - М.: Транспорт, 2002.
4. Костомаров В.М. Противооползневые мероприятия в городах. - М.: Стройиздат, 2003.
5. Методические рекомендации по выбору конструкции укрепления конусов и откосов земляного полотна, технологии и механизации укрепительных работ / МАДИ. - М., 2001.
6. Методические рекомендации по проектированию и строительству гибких железобетонных покрытий откосов транспортных сооружений / ЦНИИС. - М., 2001.
7. Рекомендации по проектированию железобетонных и каменных укреплений откосов земляных сооружений берегов внутренних водоемов /ВНИИ "ВодГЕО" М.: Стройиздат, 2004.
8. Савин К.Д. Искусственные сооружения. - М.: Транспорт, 2005.
9. Толмачев К.Х. Автомобильные дороги: Спец. сооружения. - М.: Транспорт, 2006.