Взаємозв’язок між природними умовами та функціональністю автодоріг

1. Водно-тепловий режим (ВТР) автодороги

Комплекс природніх умов формує ВТР дорожньої конструкції.

Водно-тепловий режим – це закономірні сезонні зміни вологості і температури в земляному полотні і шарах дорожнього одягу.

В дорожніх конструкціях проходять процеси ВТР: нагрівання, конденсація, охолодження, промерзання, відтавання, випаровування, сублімація (перехід із твердого стану в газоподібний), облімація(перехід із газоподібного стану в твердий), дифузійні процеси тепла і вологи (тепломасоперенос та тепловологообмін).

За характером і ступенем зволоження існує 3 типи місцевості:

1)    Сухі;

2)    Сирі з надлишковою вологістю в окремі періоди року;

3)    Мокрі – постійне надлишкове зволоження.

2. Осінній та зимовий періоди ВТР

Осінній – накопичення вологи, зниження температури, охолодження дорожнього одягу і земляного полотна, інтенсивне зволоження атмосферними опадами, зниження щільності ґрунту і міцності дорожнього одягу, зростання вологості ґрунту земляного полотна до 0,65÷0,7Wт.

Зимовий – утворення мерзлого ґрунту, інтенсивне вологонакопичення в верхніх шарах земляного полотна за рахунок міграції водної пари від нижніх шарів до верхніх. Через замерзання води в порах ґрунту і шарах дор.од. утворюються лінзи і прошарки льоду. Міцність д.о. максимальна, але при відлигах знижується. При повільному промерзанні пилуватих ґрунтів відбувається пучиноутворення ( нерівномірне по площі проїзної частини підняття д.о. у вигляді пагорбів висотою до 10 см). Вологість ґрунту в кінці періоду 0,7÷0,8Wт.

3. Сезонні зміни водно-теплового режиму

Зміна температури викликає міграцію вологи, а її накопичення і перехід з одного фізичного стану в інший сприяє теплообміну.

 

 4. Розрахунковий і літній період ВТР

Розрахунковий (весняний) – максимальне ослаблення дорожньої конструкції. Триває від початку і кінця відтавання ґрунтів зем.пол.. Найнебезпечніший період для стану дор.конструкції, в який спостерігається максимальне руйнування д.о. Щільність і міцність ґрунту з.п. мінімальні. Вологість ґрунту 0,85÷0,9Wт.

Літній – інтенсивне нагрівання д.о і з.п. Грунт швидко просихає. Щільність і міцність зростають. Вологість знижується до 0,5÷0,55Wт.

 5. Регулювання водно-теплового режиму  автодороги

Дорожня служба наглядає за дор.конструкцією і виявляє найнебезпечніші місця та планує заходи по покращенню та урегулюванню ВТР. При постійному перезволоженні і пучиноутворенні такі місця перебудовують з заміною ґрунтів з.п. та шарів д.о.

Методи регулювання ВТР:

1) Підняття бровки з.п. над горизонтом грунт.вод виконується для підвищення міцності ґрунту в активній зоні та обмеження зростання вологості;

2) Зниження рівня ґрунтових вод – створення дренажних систем;

3) Влаштування додаткових морозостійких шарів для: зменшення глибини промерзання з.п., виключають промерзання ґрунту, забезпечують задану температуру в основах д.о., усувають пучиноутворення;

4) Влаштування додаткових дренуючих або парогідроізоляційних шарів.