1.3. Источники увлажнения земляного полотна

Устойчивость земляного полотна и дорожной одежды будут обеспечены при условии создания стабильного неизменного во-времени водно-теплового режима земляного полотна. Прочностные свойства грунтов земляного полотна существенно зависят от их влажности. При влажности грунтов на пределе текучести несущая способность (модуль упругости) грунтов резко уменьшается.

Рассмотрим источники увлажнения земляного полотна (рис. 1.1):

I. Поверхностная вода, поступающая в виде осадков: дождя и снега в земляное полотно через трещины в покрытии и обочины.

2. Поверхностная вода, поступающая к дороге с прилегающей местности.

3. Грунтовая вода, поступающая снизу при высоком уровне стояния грунтовых вод, вследствие капиллярного поднятия воды.

Вода от горизонта грунтовых вод поднимается вверх, поскольку между грунтовыми частицами образуются тонкие каналы, имеющие неправильную форму и размеры, которые называют капиллярами. Вода по капиллярам движется за счет сил молекулярного притяжения.

Уровень поднятия воды по капиллярам зависит от крупности частиц грунта и от степени уплотнения грунта. Чем меньше частицы грунта, то есть чем тоньше поры, тем больше капиллярное поднятие воды. Наименьшую высоту поднятия воды по капиллярам имеют пески (30–50 см). Грунты, имеющие большой процент частиц в пределах 0,05–0,005 мм, называют пылеватыми. Это наиболее неблагоприятные грунты для устройства земляного полотна. Вода в них перемещается достаточно высоко (до 2,5 м) и быстро. Глинистые грунты, имеющие высокий процент частиц менее 0,005 мм, являются практически водонепроницаемыми грунтами, так как скорость подъема воды в них по капиллярам очень мала.

Количество влаги в земляном полотне не остается неизменным в течение года. уравнение водного баланса имеет вид:

W = (A + В + С) – (D + E + F),

где А, В, С – соответственно атмосферные осадки, вода притекающая с прилегающих кварталов, и грунтовая вода;

D, E, F – соответственно сток воды с поверхности дороги, испарение влаги, и просачивание воды в глубинные слои грунта.

В каждой климатической зоне могут быть участки с разной степенью увлажнения грунтов.

По степени и характеру увлажнения дороги делят на три типа местности (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Типы местности по условиям увлажнения

Тип местности	Условия увлажнения	Признаки, характеризующие природу увлажнения
I	Сухие участки	Поверхностный сток обеспечен. Подземные воды залегают глубоко. На разделительных полосах имеется хорошо развитый травяной покров.
II	Сырые участки с избыточным увлажнением в отдельные периоды года	Поверхностный сток не обеспечен. Подземные воды не оказывают влияния на увлажнение грунтов.
III	Мокрые участки с постоянным избыточным увлажнением	Подземные воды оказывают влияния на увлажнение грунтов независимо от условий поверхностного стока.

Рис. 1.1. Источники увлажнения земляного полотна:

1 – атмосферные осадки; 2 – поверхностная вода; 3 – капиллярная вода от уровня грунтовых вод