ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО
МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ
СТРОИТЕЛЬСТВО И СОДЕРЖАНИЕ
ДОРОЖНОГО ВОДООТВОДА

Обзорная информация

Выпуск 3

Москва 2006

Выходит с 1971 г.

6 выпусков в год

Содержание

В обзорной информации отражен опыт строительства и содержания дорожного водоотвода с различными схемами его организации, получившими применение в России и за рубежом.

Обзорная информация является наиболее полной работой по данной теме. В ее основу положены результаты анализа, систематизации и обобщения основных принципов строительства водосборных, водоотводных, водопропускных и водосбросных сооружений, а также отражены вопросы их содержания в течение календарного года. Кроме того, приведены результаты анализа основных недостатков и ошибок, допускаемых в процессе подготовки материалов конструкций систем водоотвода, их строительства и содержания. Рассматриваются принципы правильной организации работ при устройстве и эксплуатации дорожного водоотвода.

Обзорная информация содержит практические рекомендации и восполняет пробел знаний, которые необходимы инженерно-техническим работникам дорожных организаций.

Обзор подготовила
канд. техн. наук А.А. Ильина
(ОАО фирма "Проектная контора")

1. ВВЕДЕНИЕ

Работоспособность систем водоотвода автомобильных дорог определяется правильностью и целесообразностью выбранных инженерно-технических решений, качеством строительных и ремонтных работ, а также уровнем содержания водоотводных сооружений в эксплуатационный период.

Функционирование водоотводных сооружений непосредственно влияет на параметры, определяющие транспортно-эксплуатационное состояние автомобильных дорог, регламентированные нормативными документами. Неудовлетворительная работа сооружений дорожного водоотвода отрицательно влияет на другие конструктивные элементы автомобильной дороги, вызывая их деформации и разрушение [1].

Значительная часть разрушений водоотводных конструкций происходит из-за неудовлетворительной организации строительных работ, несоблюдения технологического регламента и отсутствия соответствующего контроля качества.

Прежде всего, это обусловливается отсутствием четких инструкций и рекомендаций по производству работ при устройстве сооружений дорожного водоотвода.

Основным нормативным документом на строительство автомобильных дорог является СНиП 3.06.03-85 [2], однако в нем не регламентированы работы по устройству водоотводных сооружений автомобильных дорог.

Существующие технологические карты, разработанные в период с 1976 по 1990 гг. и основанные на методах производства работ с учетом технического оснащения и разработок тех лет, описывают рабочие процессы по устройству кюветов, прикромочных и откосных телескопических лотков с гасителем, откосных лотков из прямоугольных блоков, а также быстротоков из бетонных плит с водобойным уступом. Однако пересмотр, доработка и систематизация этих документов применительно к новым конструкциям и методам производства работ не проводились.

В настоящее время при устройстве сооружений дорожного водоотвода широко применяются новые конструктивные элементы, однако из-за отсутствия инструктивной и рекомендательной литературы по их установке производство работ нередко ведется с грубым нарушением технологического регламента, что приводит к преждевременному разрушению водоотводных конструкций и отклонению отдельных транспортно-эксплуатационных показателей от нормативных значений.

Помимо этого отсутствуют рекомендации о действиях в процессе устройства водоотводных сооружений в случае отступления от требований нормативов - замена материалов, изменение значений допускаемых отклонений; при организации работ в сложных природных условиях, а также в экстремальных условиях - необходимости изменения последовательности рабочих процессов и проведения срочных ремонтных работ.

Несоблюдение технологической последовательности, материалы низкого качества, отсутствие организованного контроля производимых работ и применяемых материалов, необоснованные и несогласованные с проектной организацией отклонения от проекта приводят к последующей неудовлетворительной работе системы водоотвода.

Экономия материальных средств на содержание автомобильных дорог приводит к значительным затратам на ремонтные работы в случае возникновения аварийной ситуации.

Прикромочные лотки; бордюры; водопропускные трубы; кюветы; откосные лотки; конструкции, отводящие стоки на очистные сооружения; установки и сооружения для очистки сточных вод, а также поперечный уклон проезжей части и обочин - компоненты системы дорожного водоотвода, различающиеся по типу, форме поперечного сечения, размерам, режиму работы и другим параметрам. Их работоспособность напрямую влияет на транспортно-эксплуатационные показатели автомобильной дороги и экологическую обстановку вблизи прохождения дороги или мостового перехода. Загрязняющие вещества, попадающие в дорожные поверхностные сточные воды, зачастую представляют собой высокотоксичные химические соединения, а их основным источником являются эксплуатируемые автомобили [3, 4, 5, 6].

На основании вышеизложенного, а также в связи с актуальностью проблемы повышения качества ведения работ при устройстве систем дорожного водоотвода целесообразным явилось проведение дополнительных исследований и обобщений имеющегося в России и за рубежом опыта строительства и содержания водоотводных сооружений на автомобильных дорогах.

В обзорной информации представлены результаты анализа основных строительных недостатков при устройстве дорожного водоотвода, данные исследований и систематизации принципов строительства и содержания систем водоотвода, автомобильных дорог в России и зарубежных странах.

2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДОРОЖНОГО ВОДООТВОДА

Важнейшую роль в обеспечении надлежащего уровня функционирования систем водоотвода автомобильных дорог играют правильное выполнение работ на стадии проектирования, своевременное обнаружение отклонений в технологическом процессе при строительстве водоотводных сооружений и принятие соответствующих мер по их устранению, а также работы по содержанию конструкций дорожного водоотвода в эксплуатационный период.

Система дорожного водоотвода функционально и конструктивно сопряжена с устойчивостью земляного полотна и дорожных одежд, а также с пересечениями и примыканиями, откосными водопропускными, водоперепускными сооружениями, откосами выемок, прилегающими к автомобильной дороге склонами, водоемами и водотоками.

На автомобильную дорогу оказывают влияние не только природные факторы (климат, рельеф, гидрологические и геологические условия проложения трассы), но и результаты строительства дороги и искусственных сооружений на ней, которые находятся во взаимосвязи между собой. Поэтому на стадии проектирования автомобильной дороги при оценке климатических, гидрологических и геологических условий района строительства и выборе схемы сбора и отвода поверхностных вод следует прогнозировать работу водоотводной конструкции в процессе эксплуатации, тем самым, уменьшая возможность изменения природных условий под влиянием производственной деятельности человека [1].

Дождевые осадки оказывают определяющее воздействие на изменение водно-теплового режима земляного полотна и дорожных одежд. На основе результатов многочисленных исследований, проведенных в России и за рубежом, было доказано, что влажность грунта земляного полотна возрастает при уменьшении расстояния от горизонта грунтовых вод, при сокращении расстояния от фильтрующего слоя, а также при увеличении среднего количества осадков за 15 сут [7].

Земляное полотно - фундамент дорожной одежды, и его устойчивость определяет долговечность дорожной одежды. Устойчивость земляного полотна обеспечивается не только его рационально проектируемыми конструкциями, характеристиками грунтов и условиями их сложения, но также особенностями сбора, отвода воды, водоотводных конструкций и технологией строительства. Разрушения, возникшие в земляном полотне из-за отсутствия надлежащего отвода воды с поверхности покрытия, могут быть полностью устранены только в период проведения работ по реконструкции автомобильной дороги.

Сопротивление сдвигу грунтов земляного полотна значительно изменяется при колебаниях их влажности и степени уплотнения, поэтому необходимо поддерживать водный режим земляного полотна постоянным в течение всего года. Насыщение грунта откосов земляного полотна дождевыми или паводковыми водами является основной причиной их сплывов и оползней, что в дальнейшем приводит к потере прочности всех элементов автомобильной дороги.

Неудовлетворительная работа водоотводных конструкций приводит также к аккумуляции воды на поверхности покрытия и ее проникновению в грунт земляного полотна через обочины, трещины и швы в покрытиях. Согласно результатам многочисленных лабораторных исследований за рубежом, асфальтобетонные покрытия, в которых имеются усталостные трещины, пропускают 70-95 % воды по количеству, эквивалентному дождевым осадкам интенсивностью 50 мм/ч.

Наибольший вред устойчивости дорожной конструкции причиняет свободная вода, находящаяся в ее конструктивных слоях, где под давлением колес транспортных средств происходит ее перемещение. Свободная вода в зернистом слое основания дорожной одежды при динамических нагрузках может снизить его прочность на 25 % и более.

Интенсивные кратковременные летние дожди не оказывают существенного влияния на повышение влажности грунта земляного полотна из-за недостатка влажности воздуха и значительного испарения. Однако понижение температуры воздуха способствует миграции к поверхности покрытия связанной воды, содержащейся на различных глубинах промерзающего грунта земляного полотна.

Кроме этого, водная пленка на поверхности проезжей части автомобильной дороги значительно ухудшает условия движения транспортных средств из-за снижения сцепных качеств дорожного покрытия и ограничения видимости при движении. Практически в 70 % дорожно-транспортных происшествий с особо тяжкими последствиями среди сопутствующих основной причиной являются неудовлетворительные дорожные условия.

Дождевые осадки, выпадающие в летний период, непосредственно влияют на состояние покрытия и безопасность движения автомобилей. Вода, задерживаясь на дорожном покрытии, приводит к возникновению в зоне контакта шины колеса автомобиля с покрытием водяного клина, который растет по мере увеличения скорости движения. Возникает эффект аквапланирования, при котором колесо автомобиля полностью теряет продольное и поперечное сцепление. Наибольшее количество дорожно-транспортных происшествий, вызванных низкими сцепными качествами дорожных покрытий, происходит именно на мокрых покрытиях, когда не обеспечен отвод воды.

На степень функционирования водоотводных конструкций также влияет качество устройства покрытия проезжей части автомобильной дороги. Застой воды на проезжей части и обочинах наблюдается в том случае, если не обеспечивается ровность покрытия (рис. 1, 2). Кроме того, температурные швы и мелкие трещины в дорожных покрытиях пропускают воду в количестве, более чем достаточном для появления разрушений (рис. 3, а). В процессе эксплуатации в асфальтобетонных покрытиях появляются усталостные трещины вследствие динамических нагрузок и деформаций дорожной одежды, в цементобетонных покрытиях всегда имеются трещины в местах сопряжения с обочинами, а температурные швы со временем теряют водонепроницаемость. Давление от колес транспортных средств вызывает перемещение воды в слоях дорожной одежды (см. рис. 3, б) и их разрушение (см. рис. 3, в).

Рис. 1. Участок автомобильной дороги, где в неровностях покрытия скапливается вода

Рис. 2. Аккумуляция воды в дорожном покрытии на участке просадки

Рис. 3. Разрушение дорожной одежды:

а - накопление воды на дорожном покрытии и ее проникание через трещины в нижележащие слои дорожной одежды; б - миграция воды в слоях дорожной одежды под действием нагрузки; в - разрушенный участок дорожной одежды

Для принятия обоснованных решений необходима точная оценка расчетных гидрометеорологических условий в заданном районе с использованием имеющихся данных проектных разработок прошлых лет и опыта эксплуатации построенных сооружений. В случае применения новых схем и сооружений необходимо тщательно анализировать особенности их функционирования и при возможности проводить лабораторные исследования их работоспособности, так как косвенные, необоснованные аналогии с имеющимися конструкциями недопустимы. Кроме того, использование новых конструктивных элементов в системе дорожного водоотвода может потребовать проведения дополнительных исследований с целью разработки методов оценки исходных гидрометеорологических параметров проектирования.

Конструкции дорожного водоотвода относятся к сооружениям специального назначения и не только испытывают воздействия природно-климатических факторов, но и под их влиянием способны оказывать негативное влияние на прилегающую природную среду.

Преждевременные разрушения и засорение водоотводных конструкций, зачастую обусловленные отсутствием расчетов их пропускной способности и надлежащей апробации, а иногда и опыта строительства подобных сооружений, а также отсутствием оборудования для их содержания приводят, прежде всего, к переувлажнению грунтов земляного полотна.

Выбор и назначение схемы водоотвода автомобильной дороги могут, как значительно уменьшать неблагоприятное влияние гидрологических и гидрогеологических факторов, так и ускорять их отрицательное воздействие на автомобильную дорогу в целом, что указывает на необходимость тщательной проработки всех возможных вариантов систем дорожного водоотвода на стадии проектирования.

Некоторые водоотводные конструкции абсолютно не приемлемы для устройства на откосах насыпей автомобильных дорог, однако случаи строительства этих конструкций и их неудовлетворительного функционирования имели место.

В настоящее время в практике проектирования и строительства автомобильных дорог в России и зарубежных странах существуют следующие схемы организации поверхностного водоотвода.

Схема 1 характеризуется свободным стеканием воды по поверхности проезжей части автомобильной дороги на обочины, далее на откосы и затем в боковые водоотводные канавы (кюветы).

Скорость стекания воды в этом случае определяется параметрами продольных и поперечных уклонов проезжей части и обочин, а также типом и состоянием покрытия проезжей части, регламентированным типовым проектом на дорожные одежды. При этом для защиты от размывов необходимо укреплять откосы земляного полотна и кюветы. Поперечные сечения водоотводных сооружений назначаются на основе результатов гидрологических и гидравлических расчетов.

Различные способы укрепления обочин и откосов земляного полотна автомобильных дорог регламентируются типовыми проектными решениями, требованиями нормативных документов и методическими рекомендациями.

Поверхностный сток, притекающий к подошве откосов земляного полотна, при прохождении автомобильной дороги в насыпи отводится с помощью кюветов, лотков, продольных и поперечных водоотводных канав; в выемке - кюветами или лотками.

Выпуск воды из водоотводных канав, кюветов и лотков в пониженные места рельефа местности допускается при условии, что это не вызовет заболачивания местности и застоя воды у прилегающего земляного полотна.

Как правило, кюветы устраиваются с поперечным сечением трапецеидальной формы, однако в ряде случаев допускается устраивать кюветы треугольного и прямоугольного сечения. Конструкции укреплений водоотводных канав и кюветов должны обеспечивать необходимую прочность, устойчивость всей дорожной конструкции и удобство при содержании в период эксплуатации. Кроме того, укрепление необходимо производить в строгом соответствии с типовыми конструкциями и нормативными требованиями, а также с учетом максимального использования местных материалов и механизмов. В настоящее время применяются типовые конструкции укреплений водоотводных канав щебнем с засевом трав на откосах, сборными бетонными плитами, торкретбетоном, монолитным бетоном, кюветными сборными лотками, бетонными сегментами, асфальтобетонными плитами и песчаным асфальтобетоном, лотками-желобами, железобетонными прямоугольными и рамными лотками [7]

Схема 2 характеризуется свободным стеканием воды по поверхности проезжей части автомобильной дороги к прикромочным водосборным лоткам, располагаемым с обеих сторон проезжей части, далее в открытые откосные водосбросные лотки, располагаемые через определенные расстояния друг от друга, затем в водоотводные укрепленные канавы, в очистные сооружения или на прилегающую территорию.

В соответствии с этой схемой система поверхностного водоотвода на территории России и ряда зарубежных стран включает типовые железобетонные водосборные прикромочные и водосбросные откосные телескопические лотки, а также укрепленные водоотводные канавы. Кроме типовых прикромочных конструкций на автомобильных дорогах применяются водосборные лотки эллипсоидного, круглого, трапецеидального и прямоугольного поперечных сечений [7].

Схема 3 характеризуется свободным стеканием воды по поверхности проезжей части автомобильной дороги к бордюрам, располагаемым с обеих сторон проезжей части, далее в открытые откосные водосбросные лотки, располагаемые через определенные расстояния друг от друга, затем в водоотводные укрепленные русла, в очистные сооружения, закрытую канализацию или на прилегающую территорию.

Для увеличения скорости отвода воды с поверхности покрытия на автомагистралях, подходах к мостам и путепроводам, а также городских улицах широко применяются подземные ливнестоки с отводом воды за пределы земляного полотна.

Особое внимание при организации поверхностного водоотвода по схемам 2 и 3 необходимо уделять узлам сопряжения прикромочных и откосных сооружений, участкам входа в откосный лоток, водогасителям в концевой части откосных лотков, укреплению нижнего бьефа откосного водосбросного сооружения и участкам его сопряжения с продольными водоотводными канавами, очистными сооружениями и прилегающей территорией.

Одним из основных требований, предъявляемых к автомагистралям, является обязательное разделение встречных потоков движения автомобилей грунтовой или укрепленной полосой, которая не используется для проезда [8].

Отвод воды с разделительной полосы выпуклого очертания осуществляется за счет поперечных и продольных уклонов. Поверхность выпуклых разделительных полос устраивается по типу основной проезжей части, и зачастую на ней устанавливаются металлические или бетонные барьерные ограждения, сопряженные с краевой укрепленной полосой. На участках виражей автомобильных дорог с выпуклой разделительной полосой поверхностные стоки из прилегающих к ней прикромочных лотков сбрасываются в дождеприемные колодцы и выводятся за пределы земляного полотна.

Поверхность вогнутой разделительной полосы может укрепляться на всю ширину засевом трав, бетонной плиткой или монолитным бетоном либо на основании соответствующих расчетов укрепляется только русло разделительной полосы. Сбор и сброс поверхностных вод с разделительной полосы вогнутого очертания на вираже производится с помощью укрепленных подводящих русл на разделительной полосе, дождеприемных колодцев, водосточных труб под насыпью дороги и выходных русл.

Одним из элементов дорожного водоотвода являются водопропускные трубы, которые подразделяются на определенные группы в зависимости от материала изготовления, формы отверстия, места укладки, форм и типов оголовков [9].

Водопропускные трубы являются самыми распространенными искусственными сооружениями на автомобильных дорогах и используются для пропуска воды через тело земляного полотна, водообмена пересекаемых дорогой площадей водосбора, биологического и хозяйственного сообщения между разделенными территориями. В случае технико-экономического сравнения трубы и малого моста предпочтение обычно отдается трубе, так как эксплуатационные затраты на ее содержание значительно меньше, чем на содержание малого моста, а земляное полотно и конструкции дорожной одежды при ее прокладке не претерпевают существенных нарушений. Конструкция трубы зависит от расчетного расхода воды, высоты насыпи, нагрузки, несущей способности подстилающих грунтов, глубины промерзания, величины продольного уклона, особенности водотока, периода подтопления, наличия твердого стока.

Водопропускные трубы необходимо устраивать в соответствии с типовыми проектами, выполнять укрепление входных и выходных русл и устраивать гасители. Основное назначение водогасящих устройств состоит в уменьшении на коротком участке кинетической энергии водного потока до размеров, не вызывающих угрозу размывов искусственного водоотводного русла или мест выброса воды на прилегающую территорию.

В районах, где наблюдается паводковое подтопление, необходимо обеспечивать устойчивость подмостовых конусов и водосбросных лотков, расположенных на подмостовых откосах между мостами.

Кроме того, всегда возникает необходимость отвода воды с поверхности автомобильной дороги через укрепляемые откосы подтопляемых насыпей - без устройства откосных лотков либо с откосным лотком. Выбор конструкций водоотводных лотков на откосах подтопляемых насыпей производится с учетом разрушающих воздействий речного потока - судовые и ветровые волны, скорость течения потока вдоль насыпи, размывы подошвы насыпей, ледоход, карчеход. Одно из существенных требований - необходимость устройства откосных лотков и сохранение прочности конструкции укрепления. В концевой части откосных лотков на подтопляемых насыпях устраиваются гасители энергии потока и стенки против размыва паводковыми водами. На высоких пойменных насыпях на неподтопляемых участках откосов допускается применение типовых телескопических лотков с выводом воды из них на укрепленные подтопляемые участки откосов.

С целью снижения объема притока дождевых вод на подтопляемые откосы поверхности регуляционных сооружений придается уклон в сторону неподтопляемого откоса, при использовании грушевидных дамб - во внутреннюю их сторону с последующим отводом воды лотками, расположенными в местах сопряжения откосов дороги и дамбы. На участках высоких насыпей, подходах к мостам и путепроводам, ограниченным двусторонними выемками, сброс поверхностных вод из водоотводных канав и прикромочных лотков производится на низовую сторону. Кроме того, устраиваются закрытые перепуски через дорогу в начале и в конце насыпи, закрытые ливневые сети под прикромочной полосой или обочиной.

При разработке проектов дорожно-мостовых сооружений поверхностные стоки с автомобильных дорог и мостовых переходов не всегда рассматривались и рассматриваются как основной источник загрязнения прилегающей территории и водоемов. Увеличение площади техногенных поверхностей при строительстве автомобильных дорог и мостовых переходов вызывает значительные изменения в гидрологическом режиме и инфильтрационных характеристиках прилегающей территории, что приводит к возрастанию объемов поверхностного стока и степени его загрязненности [10, 11, 12, 13].

В крупных городах и на внегородских скоростных автомобильных дорогах поверхностный сток представляет собой значительные объемы загрязненных вод, которые чаще всего без очистки, со значениями предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ, превышающих норму в несколько раз, попадают в водные объекты. При этом максимальное воздействие на окружающую среду и водные объекты оказывается тогда, когда загрязняющие компоненты попадают в поверхностные стоки во время дождей, снеготаяния и увлажнения покрытия с помощью поливомоечных машин. Загрязнение поверхностных стоков возникает за счет смывания атмосферными осадками с проезжей части и прилегающей территории пыли, мусора, почвы, нефтепродуктов, токсичных полимерных материалов и тяжелых металлов [14, 15, 16, 17, 18, 19].

Влияние загрязненного поверхностного стока на прилегающую к автомобильной дороге территорию оказывается наиболее интенсивным при отсутствии удовлетворительно функционирующей системы дорожного водоотвода и очистки сточных вод. Степень загрязнения прилегающей к автомобильной дороге территории и водоемов напрямую зависит от правильности примененной схемы организации поверхностного водоотвода и его работоспособности.

Во избежание нарушения экологического баланса на территории, прилегающей к автомобильной дороге, и особенно в водоемах и водотоках, очистка поверхностных стоков с проезжей части является необходимой. Выбор инженерного решения по устройству конкретной системы очистки сточных вод, сопряженной с водоотводными конструкциями, производится на основе данных о величине поверхностного стока и его химическом составе, природно-климатических условиях района строительства, рельефа и степени загрязнения поверхности прилегающей территории.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для сохранения экологического баланса в природной среде при эксплуатации дорожно-мостовых сооружений необходимо соблюдение всех правил при сооружении дорожного водоотвода, что позволит не только сохранить прочность и целостность самих дорожно-мостовых сооружений, но и значительно снизить уровень техногенного влияния на окружающую среду.

3. ХАРАКТЕРНЫЕ НЕДОСТАТКИ СТРОИТЕЛЬСТВА И СОДЕРЖАНИЯ ДОРОЖНОГО ВОДООТВОДА

Многолетний опыт проектирования и строительства автомобильных дорог и искусственных сооружений показывает возможность возникновения разрушения водоотводных конструкций и земляного полотна в случае нарушения типовой схемы водоотвода с проезжей части автомобильной дороги и несоблюдения технологического регламента при устройстве водоотводных сооружений.

Опасность преждевременного разрушения дорожных конструкций возникает в результате переполнения водой прикромочных и откосных лотков, а также при назначении конструкции нижнего бьефа без учета возможного развития эрозионных процессов.

Откосы земляного полотна подвержены разрушающему воздействию от дождевых осадков и стекающих поверхностных вод. Незначительные разрушения откосов под воздействием поверхностных вод на начальной стадии впоследствии приводят к прогрессирующим эрозионным процессам и разрушению конструкции проезжей части и обочин. Эта ситуация еще больше усугубляется в случае преждевременных разрушений водоотводных и водосбросных сооружений, даже при наличии укрепления откосов земляного полотна. Возникающие эрозионные процессы разнообразны по характеру своего проявления и влиянию на устойчивость дорожных сооружений и окружающую среду.

На основании результатов, полученных в 2001-2006 гг. в ходе проведенных автором обзорной информации обследований ряда автомобильных дорог и путепроводов в нескольких областях России, а также некоторых участков МКАД, было установлено, что в большинстве случаев водоотводные сооружения устраивались с грубым нарушением правил производства работ.

На одном из участков автомобильной дороги укрепление кюветов цементобетоном было выполнено по неуплотненной поверхности нарезанного кювета, что привело к вымыванию грунта из-под цементобетонного лотка после нескольких дождей (рис. 4, 5). На другом участке насыпь и кювет были устроены из слабых грунтов, что привело к размыву откосов невысокой насыпи, кюветов и застаиванию воды в них (рис. 6, 7).

Рис. 4. Укрепленный цементобетоном кювет

Рис. 5. Вымывание грунта из-под кювета, укрепленного цементобетоном

Рис. 6. Аккумуляция воды в заиленном кювете

Рис. 7. Оползание откосов земляного полотна

На рис. 8 представлен оплыв откоса насыпи с вымыванием части укрепления водопропускной трубы.

Рис. 8. Размыв откоса, кювета и укрепления водопропускной трубы

По сравнению с мостами водопропускные трубы имеют более массовое применение и при правильном устройстве проще в эксплуатации. Однако отсутствие должного содержания в эксплуатационный период может привести не только к разрушению водопропускной трубы, но и размыву земляного полотна, разрушению дорожной одежды и даже обрушению дорожной конструкции на отдельных участках (рис. 9, 10, 11).

Рис. 9. Оползание откоса над водопропускной трубой

Рис. 10. Заиленный участок нижнего бьефа водопропускной трубы

Рис. 11. Оползание откоса над водопропускной трубой

Участки входа в телескопический лоток часто устраиваются из неуплотненного цементобетона, что не соответствует требованиям по прочности и морозостойкости, операция по уходу за свежеуложенным цементобетоном не выполняется, вследствие чего происходит преждевременное шелушение поверхности цементобетона (рис. 12).

Рис. 12. Шелушение поверхности цементобетона на входе в откосный лоток

В результате того, что входной участок имеет значительную шероховатость (выступы отдельных щебенок составляют более 1,5 см), доступ воды в телескопический лоток ограничивается. Это, а также факт устройства входного участка в телескопический лоток с приданием ему выпуклого очертания могут замедлять процесс отвода воды в откосные сооружения (рис. 13).

Рис. 13. Входной участок телескопического лотка выпуклого очертания

Форма входного участка и его уклон в определенной степени влияют на пропускную способность телескопического лотка и величину расхода проскока мимо него. На величину расхода проскока также оказывает влияние конфигурация раструба участка входа в телескопический лоток.

В настоящее время существуют две типовые схемы устройства открытых водосбросов с проезжей части автомобильных дорог - при односторонних и встречных продольных уклонах. При односторонних продольных уклонах раструб входного участка с одной стороны устраивается под прямым углом, что зачастую приводит к тому, что раструб исполняет роль рассекателя. В этом случае для уменьшения степени изменения характера движения потока на входе в откосный лоток целесообразнее устраивать раструбы со «сглаженными» краями под углами, отличными от прямого, независимо от продольных уклонов. Подобная схема сопряжения прикромочного водосборного сооружения и телескопического лотка широко применяется на автомобильных дорогах зарубежных стран.

В системе поверхностного водоотвода автомобильных дорог одними из наиболее ответственных являются участок сопряжения прикромочного и откосного лотков, а также нижний бьеф откосного лотка и узел его сопряжения с прилегающей территорией.

При установке телескопических лотков на недоуплотненные откосы земляного полотна, нарушении правила отрывки котлованов под лотки и невыполнении уплотнения пазух между лотками и стенками котлована телескопические лотки в процессе эксплуатации могут располагаться на откосах по синусоиде (рис. 14).

Рис. 14. Лоток, располагающийся на откосе по синусоиде

В ряде случаев вода, поступающая в телескопический лоток, свободно стекает на откосы земляного полотна из-за того, что стыки блоков раструбов входного участка не омоноличиваются (рис. 15).

Рис. 15. Разрушение стыка откосного и раструба прикромочного лотков и вымывание грунта из-под откосного лотка

Иногда при устройстве системы дорожного водоотвода прикромочный лоток устанавливается не вровень с проезжей частью, а на 3-5 см возвышается над ней, что во время дождя приводит к аккумуляции воды у прикромочного лотка и не может быть объяснено никакой целесообразностью (рис. 16).

Рис. 16. Возвышающийся над верхним слоем покрытия прикромочный лоток

При устройстве системы дорожного водоотвода часто применяются конструкции, выполненные из цементобетона, который набирает прочность в пропарочных камерах. Это приводит к быстрому разрушению водоотводных конструкций под воздействием отрицательных температур и противогололедных материалов.

Вызывает сомнение правильность установки телескопических лотков на откосах глубоких выемок по вогнутой кривой (рис. 17). В местах образования подобных «перегибов» в водяном потоке возрастает удельная энергия и возникает скачок, который может приводить к переливу воды через борта телескопического лотка на откосы выемки, что в свою очередь ведет к развитию эрозионных врезов в откосах и их разрушению.

Рис. 17. Откосный лоток, устроенный по вогнутой кривой

Достаточно широко в настоящее время на откосах земляного полотна устанавливаются цементобетонные бордюрные блоки вместо телескопических лотков (рис. 18). Водоотводное русло такого сооружения часто не укрепляется вовсе. Подобная конструкция выполняет только функцию направляющей для водного потока, при этом частичного гашения энергии потока за счет выступов блоков, как в конструкции из телескопических лотков, в этом сооружении не происходит. Через достаточно короткий промежуток времени происходит заиление откосного водосбросного русла, а также его размыв. Применение бордюрных блоков в качестве откосных сооружений не регламентируется в действующих типовых решениях водоотводных конструкций, поэтому их устройство на откосах земляного полотна автомобильных дорог не гарантирует обеспечение нормального функционирования водоотводных конструкций в комплексе со всеми дорожными сооружениями.

Рис. 18. Откосный лоток, выполненный из бордюров

Обычно водогасители располагаются на выходе из водосбросного откосного лотка за его нижней кромкой. На затяжных участках с большими уклонами водогасящее сооружение может быть сопряжено с промежуточным быстротоком и располагаться в более удобном месте внизу на откосе земляного полотна. Окончательное решение по выбору местоположения водогасителя принимается на основании результатов технико-экономического сравнения вариантов.

При невыполнении работ по укреплению нижнего бьефа телескопического лотка и последующего отвода воды в пониженные места рельефа или очистные сооружения в основании земляного полотна образуются запруды, и вода мигрирует через всю дорожную конструкцию.

В случае отсутствия гасителя в нижнем бьефе телескопического лотка на участке, непосредственно примыкающем к концевой части откосного сооружения, с течением времени также образуется запруда. Все это приводит к свободной миграции воды через грунт земляного полотна, образованию просадок и последующему разрушению всей дорожной конструкции. Пример влияния водогасящей конструкции, и ее отсутствия на прилегающий к откосному лотку участок представлен на рис. 19.

Укрепленные водоподводящие и водоотводящие русла, а также гасители энергии водного потока на выходе из откосных водосбросных лотков представляют собой сопрягаемые сооружения и являются частью комплекса водоотводящей системы. Эти сооружения в определенной степени влияют на устойчивость и работоспособность конструктивных элементов водоотводной системы, устойчивость земляного полотна, дорожной одежды, других дорожных сооружений, безопасность движения транспортных средств, а также прилегающую природную среду [20].

До настоящего времени недостаточное внимание уделяется вопросам обеспечения организованного сброса поверхностных вод на очистные сооружения, а также принципам сопряжения очистных сооружений с укрепленными подводящими руслами.

По-прежнему должное внимание не уделяется вопросам содержания конструкций системы дорожного водоотвода в процессе ее эксплуатации. В ряде случаев ситуация с системой водоотвода, имеющей и проектные и строительные недостатки, усугубляется отсутствием выполняемого комплекса работ по ее содержанию.

Рис. 19. Заиленный нижний бьеф откосного лотка

В результате нарушения правил производства строительных работ происходит обрушение водоотводных конструкций и на автомобильной дороге может возникнуть аварийная ситуация. К примеру, в случае с обрушившимся прикромочным лотком (рис. 20). Такая ситуация возникла после вымывания из-под дорожного покрытия песка и щебня.

В настоящее время при строительстве систем дорожного водоотвода, как в городских условиях, так и на внегородских автомобильных дорогах работы по устройству бордюрного профиля зачастую ведутся с нарушением технологического регламента и применением материалов низкого качества (рис. 21).

Рис. 20. Провалившийся прикромочный лоток

Рис. 21. Бордюрный профиль, выполненный с грубым нарушением правил

Из-за неудовлетворительного качества строительства и содержания водоотводных конструкций затрудняется своевременный отвод воды с поверхности покрытия автомобильных дорог (рис. 22).

Рис. 22. Аккумуляция воды на проезжей части в предбордюрном пространстве и провалившийся бордюрный блок

После просадки асфальтобетонного покрытия у ливневой решетки возможно возникновение разрушений, которые усугубляются застоем воды в трещинах (рис. 23).

Технический уровень автомобильных дорог, и в частности водоотвода, в эксплуатационный период определяется также способностью конструкций противостоять всем видам нагрузок и воздействий, которая в первую очередь зависит от правильности проектных решений и качества производства строительных работ.

Рис. 23. Просадка дорожного покрытия у дождеприемной решетки

В настоящее время в ряде зарубежных стран широко применяются новые методы организации дорожного водоотвода - наклейка бордюра, устройство прикромочных асфальтобетонных лотков различного профиля, применение лотков из пластика, водопропускных труб из утилизированных покрышек и т.д. Все эти новые разработки перед применением в условиях российского климата следует тщательно анализировать и проверять их пригодность с учетом технической оснащенности дорожных организаций [21, 22, 23, 24, 25].

Кроме того, в нашей стране в прошлые годы было разработано много водоотводных конструкций, которые, однако, не получили широкого применения из-за несоответствия требованиям устойчивости и прочности при работе в системе дорожного водоотвода.

К примеру, в 1986 г. было разработано водоотводное устройство, в котором в качестве элементов желоба использовались автомобильные покрышки [26]. Эта конструкция оказалась весьма неустойчивой ввиду неравномерности наполнения водой во время дождя и размыва прилегающего грунта.

Подобной неприменимостью для системы дорожного водоотвода характеризовалось еще одно откосное водоотводное устройство (рис. 24), которое представляло собой конструкцию сопряженных по синусоиде полуколец желоба из утилизированных автомобильных покрышек с заделкой стыков полуколец при помощи накладок из толя по слою горячего битума с внешней и внутренней стороны [27].

Рис. 24. Водоотводное устройство В.И. Афиногеева:

а - разрез; б - план;

1 - водоотводный лоток; 2 - полукольцо; 3 - аккумулирующая полость; 4 - перегородка; 5 - окно; 6 - трос; 7 - анкер; 8 - скоба

Для сбора и отвода воды от земляного полотна автомобильных и железных дорог в 1984 г. был разработан водоотводный лоток с дренажными отверстиями (рис. 25). Водоотводный лоток, содержащий блоки с дренажными отверстиями в стенках, выполнялся со сплошными перемычками, расположенными горизонтально между его стенками, и водонепроницаемыми стыками. Водоотводный лоток представлял большой практический интерес для устройства в кюветах в качестве дренажа на участках, где необходимо понижение уровня грунтовых вод. Однако все преимущества лотка нисколько не предполагали создания и усовершенствования на его основе прикромочных и откосных конструкций дорожного водоотвода [28].

Рис. 25. Водоотводный лоток с дренажными отверстиями С.Г. Жорняка и П.Г. Пешкова:

а - общий вид; б - разрез;

1 - железобетонные блоки; 2 - горизонтальные перемычки; 3 - водопроницаемый стык; 4 - дренажные отверстия; 5 - крышка лотка; 6 - дренажная засыпка; 7 - нетканый синтетический фильтрующий материал

В 1999 г. при реконструкции магистральной улицы Октябрьский проспект общегородского значения регулируемого движения категории I-б на автомобильной дороге Москва - Жуковский в Люберецком районе Московской области в качестве альтернативы ливневой канализации была применена система отвода поверхностных вод, включающая установку бордюра и водопоглотителей [29].

На стадии изысканий было установлено, что автомобильная дорога проходит в нулевых отметках с продольными уклонами 0-9‰.

В связи с необходимостью максимального использования имеющейся конструкции дорожной одежды и возможного исключения переноса коммуникаций, проектная ось в плане практически совпала с существующей. Согласно принятым проектным решениям, система поверхностного водоотвода включала исправление поперечного профиля за счет подъема отметки оси дороги на величину 4-10 см, установку нового бордюра и устройство водопоглотителей на участках придорожных газонов через 75-120 м.

Водопоглотители, устраиваемые на участках автомобильной дорога со встречными продольными уклонами и уклонами одного знака, представляют собой конструкции, заполняемые зернистыми материалами с постепенным снижением пористости по глубине (щебень крупных фракций, щебень мелких фракций, песок). Предполагалось, что в водопоглотителях будет собираться поверхностный сток и фильтроваться в подстилающие песчаные грунты.

Результатом установки бордюров и водопоглотителей стало значительное затопление проезжей части автомобильной дороги и тротуаров во время ливневых дождей, когда глубина воды около бордюра иногда достигает 7-8 см (рис. 26, 27). Движущиеся автомобили, разбрызгивая воду, ухудшают видимость, уровень безопасности движения на дороге значительно снижается, прилегающие к автомобильной дороге газоны и пешеходные дорожки на отдельных участках полностью затапливаются водой. Несмотря на прогнозы проектировщиков об эффективной и безотказной работе водопоглотителей в течение 2-2,5 лет, зернистый материал конструкции уже через полгода эксплуатации практически полностью заилился.

Рис. 26. Не справляющийся с объемом притекающей воды водопоглотитель

Неудовлетворительный сбор и отвод поверхностных вод на автомобильной дороге Москва - Жуковский в первую очередь были обусловлены тем, что на стадии проектирования расчеты величины максимального дождевого стока и пропускной способности водопоглотителей выполнены не были.

Последствия неверного проектного решения усугубились низким уровнем производства строительных работ (необходимые продольные уклоны выдержаны не были, бордюр устанавливался с нарушением технологии, входные участки водопоглотителей омоноличены не были), а также невыполнением работ по содержанию водопоглощающих сооружений в удовлетворительном состоянии в течение эксплуатационного периода.

Рассмотренные случаи указывают на необходимость более серьезного подхода к вопросам проектирования поверхностного водоотвода в городских условиях и на внегородских автомобильных дорогах и учета возможных последствий от применения различных альтернативных водоотводных конструкций. Любые необоснованные отклонения от типовых решений, принятых в России применительно к системам поверхностного водоотвода, могут привести к неудовлетворительному функционированию водоотводных сооружений.

Рис. 27. Заиленный водопоглотитель

4. МЕТОДЫ УСТРОЙСТВА КОНСТРУКЦИЙ ДОРОЖНОГО ВОДООТВОДА И ЕГО СОДЕРЖАНИЕ

Роли водоотводных устройств в дорожном строительстве уделяется недостаточное внимание как в индивидуальных и типовых решениях, так и в нормативном обеспечении, что является одной из главных причин преждевременного деформирования и разрушения водоотводных сооружений, а также нарушения требуемого транспортно-эксплуатационного и природоохранного функционирования автомобильной дороги и сооружений на ней.

Строительство экспериментальных участков с необоснованным применением на них новых водоотводных конструкций, низкий уровень производства работ, отсутствие необходимой техники и проведения работ по своевременному содержанию еще больше усугубляют существующее положение.

Для правильного эксплуатационного содержания дорожного водоотвода недостаточно только замечать происходящие на видимых частях водоотводных сооружений процессы, необходимо знать конструктивные особенности каждого сооружения и уметь сопоставлять происходящие с конструкцией процессы с ее возможностями.

Далее кратко рассмотрены методы строительства и содержания конструкций дорожного водоотвода, применяемые в России и зарубежных странах.

Поперечные уклоны проезжей части и обочин

Согласно схеме 1, водоотвод с поверхности автомобильной дороги осуществляется за счет придания поперечному профилю проезжей части и обочин уклонов. В период эксплуатации для обеспечения водоотвода поверхность обочин периодически планируется и профилируется автогрейдером с приданием им проектного уклона. Трещины, выбоины, просадки в покрытии и участки разрушений обочин своевременно ремонтируются во избежание застоя в них воды и ее дальнейшей миграции в нижележащие слои дорожной одежды.

Водопропускные трубы

Строительство водопропускных труб регламентировано в России нормативными документами, рекомендациями, методическими пособиями и ведется из конструкций в соответствии с действующими типовыми проектами. Методы ведения строительства водопропускных труб широко освещены в этих документах, поэтому целесообразнее в данной обзорной информации остановиться на принципах содержания дорожных водопропускных труб в эксплуатационный период.

Содержание водопропускных труб является неотъемлемой частью комплексной системы содержания автомобильной дороги. На прочность и устойчивость трубы помимо качества содержания оказывают влияние величина продольного уклона, фильтрующая способность грунтов основания и земляного полотна, характеристика водостока, длительность подтопления, сейсмичность, наличие твердого стока.

К работам по содержанию водопропускных труб относятся: очистка элементов труб от пыли, грязи, снега, льда; расчистка русла от наносов; пропуск паводковых вод, работы по защите труб от наводнений, заторов, размывов, наледей; технический учет труб и их состояния. К текущему ремонту относятся: исправление ограждающих и сигнальных устройств на проезжей части и земляном полотне дороги над трубой; ямочный ремонт покрытия и исправление отдельных слоев дорожной одежды; заделка трещин на видимых конструктивных элементах труб, заполнение швов, выравнивание лотков трубы и русла около трубы, устранение просадок около трубы и размыва откосов насыпи, локальное исправление укреплений насыпи [9].

Работы по содержанию должны проводиться круглогодично, текущий ремонт - по мере необходимости. Нарушение правил содержания водопропускных труб или их отсутствие может привести к разрушению дороги, перебоям в движении транспортных средств и вынужденным аварийно-восстановительным работам. Материальные затраты на восстановительные работы всегда многократно превосходят затраты на новое строительство, потому что такие работы внеплановые.

Удовлетворительное функционирование водопропускной трубы в эксплуатационный период зависит не только от ее состояния, но и от состояния сопрягающих сооружений и прилегающих к трубе конструкций земляного полотна и дорожной одежды.

Работы по оценке состояния сооружений включают текущие, периодические, сезонные осмотры, специальные или детальные обследования. Осмотры, как правило, производят визуально, используя при необходимости простейшие приборы и инструменты, а обследования проводятся с применением специального оборудования и передвижных лабораторий. Результаты осмотров являются основанием для планирования ремонтных работ, назначения мероприятий по подготовке сооружений к пропуску паводков и ледохода, организации длительных наблюдений за развитием дефектов, временного ограничения движения, организации охраны сооружения и определения необходимости проведения специальных осмотров.

Периодические осмотры проводятся после прохода паводков, ремонта дорожных сооружений, земляного полотна и отдельных конструкций автомобильной дороги. Текущие осмотры водопропускных труб выполняются не реже одного раза в полугодие. Специальные обследования водопропускных труб осуществляются по заключениям, выполненным на основе результатов текущих и периодических осмотров, а также в плановом порядке - не реже одного раза в 5-10 лет.

При текущем осмотре водопропускных труб детально проверяется состояние конструкции дорожной одежды, краевых и укрепительных полос, укрепления и устойчивости откосов земляного полотна, оголовков, звеньев трубы, лотков, а также сооружений подводящего и отводящего русл.

Подводящее и отводящее русла осматриваются на расстоянии не менее 50 м. Внимание обращается на разрушение укрепления дна русла; заиливание русла, кюветов и лотков трубы, наличие мусора в русле, кюветах и трубе; образование водоемов перед трубой и за ней; подмывы насыпи; эрозионные процессы на прилегающей территории.

В период паводков и после продолжительных ливневых дождей необходимо определять режим протекания воды в трубе, устанавливать наивысший уровень воды перед трубами и величину подпора, который сравнивается с расчетным уровнем.

Зимой, при отсутствии зимних паводков, отверстия труб закрываются щитами от заноса отверстий снегом. Весной щиты убираются, а лотки очищаются.

При наличии значительных деформаций - растяжка труб, смещение звеньев - производится перекладка отдельных звеньев трубы. Трубы, имеющие значительные повреждения, подлежат перестройке. При наличии повреждения гидроизоляции производится ее ремонт - труба на дефектном участке вскрывается, швы конопатятся паклей, пропитанной битумной мастикой. Пустоты, образовавшиеся после вымывания грунта через трещины, заполняются песчаным грунтом или пескоцементным раствором под давлением.

При ремонте укреплений на входе и выходе из трубы удаляется растительность, восстанавливается форма укрепления. При ремонте монолитных бетонных укреплений необходимо следить, чтобы уложенный цементобетон не имел острых углов, а его толщина не оказалась менее, чем полтора размера щебня в цементобетоне.

Перед началом работ старый цементобетон вырубается, поверхность очищается, смачивается водой и бетонируется снова.

Трещины с общим раскрытием до 0,5 мм, увеличивающиеся в размере под влиянием температуры и временных нагрузок не более чем на 0,1 мм, покрываются пленкообразующими материалами. Трещины с величиной раскрытия более 2 мм заполняются под давлением полимерцементным раствором.

Если просадки над водопропускной трубой связаны с состоянием земляного полотна, то производится его ремонт. Если просадка возникает из-за разрушения водопропускной трубы, то производится ремонт отдельных звеньев, как в случае с железобетонной трубой, или заменяется вся конструкция, что наиболее часто характерно для металлических водопропускных труб.

Кюветы

Рытье нагорных забанкетных и водоотводных канав (кюветов) производится экскаваторами со специальным сменным оборудованием для срезки откосов; плужными канавокопателями; экскаваторами с обратной лопатой; грейдерами, приспособленными для работы на косогорах. Рытье канав выполняется до начала работ по возведению земляного полотна. После окончания разработки выемки необходимо нарезать кюветы и вывезти грунт. При нарезке нагорных и водоотводных канав на косогорах грунт в отвал укладывают вдоль канавы с низовой стороны.

Подкюветный или перехватывающий откосный дренаж выполняется экскаваторами с обратной лопатой и бульдозерами - при заполнении траншей.

Нарезка неглубоких водоотводных канав и канав поверхностного осушения (временный водоотвод) выполняется бульдозерами с дополнительным профильным ножом; бульдозерами с откосным отвалом и грейдером на прицепе. Рытье канав трапецеидального сечения глубиной до 0,8-0,9 м, шириной по дну до 0,8-1,0 м, с откосами 1:1,5 производится грейдерами с откосниками, автогрейдерами (без откосников), плужными канавокопателями.

Подкюветный дренаж (рис. 28) - двусторонний или односторонний - на автомобильных дорогах устраивают:

- при неглубоком залегании водоупора, в пределах 3 м от бровки земляного полотна, с полным перехватом грунтовых вод;

- при залегании на глубине более 3 м от бровки - висячим, для чего дренажные трубы укладывают на подушку из песка толщиной 10-15 см и на доски размером 50×180 мм;

- для полного перехвата грунтовых вод - дренажная колонка заглубляется в водоупорный слой не менее чем на 0,5 м.

Рис. 28. Схема устройства подкюветного дренажа: а - установка иглофильтров; б - рытье траншей экскаватором с погрузкой грунта; в - установка инвентарных креплении экскаватором; г - устройство основания под дренажные трубы, укладка труб; д - засыпка дренажных труб песком с разборкой нижних звеньев креплений; е - засыпка траншеи песком, разборка нижних звеньев креплений, уплотнение песка электровибратором; ж - устройство изолирующих слоев, удаление иглофильтров; з - отделка земляного полотна и нарезка кюветов автогрейдером; 1 - отметки выемки при установке иглофильтров; 2 - проектная отметка земляного полотна; 3 - иглофильтры; 4 - водоносный слой; 5 - водоупорный слой; 6 - кабель от передвижной электростанции; 7 - выдергиватель.

При разработке траншей для подкюветных дренажей при большом притоке грунтовых вод (более 1 л/с) необходимо осушить траншеи водоотливом или иглофильтровыми водопонижающими установками; в ряде случаев устраивают шпунтовые перемычки или замораживающий завес.

Дренажные трубы укладывают на тщательно подготовленное основание из слоя щебня толщиной 5 см, втрамбованного в грунт. Основание под трубы планируют с уклоном не менее 3 ‰ и не более 30 ‰; в случае большого природного уклона дренаж устраивают с перепадами. Траншею заполняют послойно одноразмерным щебнем или гравием (размером зерен 40-70 мм и верхний слой - размером зерен 5-10 мм) на высоту 30-40 см над трубой; затем дренаж заполняют средним или крупным песком до уровня грунтовых вод. Работу выполняют бульдозером. Для послойного уплотнения используют легкие механические трамбовки.

Для предохранения дренажа от засорения на песок укладывают два слоя дерна (корнями вверх) или обрабатывают грунт слоем битума толщиной 3 см. На дерн укладывают слой глинистого грунта, который уплотняют до оптимальной плотности. Поверхности дренажа придают уклон до 100 ‰.

При укладке дренажных труб через них протягивают оцинкованную проволоку с закреплением ее концов в колодцах, так как проволока используется при прочистке труб.

Если применяют асбестоцементные трубы, в их стенках пропиливают отверстия.

Места выпуска дренажа утепляют для предотвращения промерзания в зимнее время. Открытые лотки у выхода дренажей укрепляют сборными элементами или мощением с заливкой швов цементным раствором.

При устройстве поверхностного дренажа следует иметь в виду, что создание дренирующего слоя на всю ширину земляного полотна всегда технологичнее и дешевле трубчатого дренажа.

Укрепление кюветов и откосов земляного полотна производится засевом трав с планировкой; грунтом, обработанным в смесителях битумом, габионными матрасами и др. Кюветы также укрепляются цементобетоном, цементобетонными сегментами, цементобетонной плиткой или литой асфальтобетонной смесью, а откосы земляного полотна - мощением в клетку с одерновкой, георешеткой, геотекстилем, цементобетонной плиткой.

Для быстрого отвода воды с покрытия на участках с продольным уклоном более 30‰ устраиваются быстротоки (рис. 29) из цементобетонных плит размером 0,49×0,49×0,10 м вдоль земляного полотна в целях предохранения его от размыва. Для гашения скорости водного потока в конце быстротока устраивают водобойный уступ и лоток, пройдя который вода сбрасывается в водопропускную трубу или лог. Расположение быстротоков определяется по проекту, в составе которого должен быть план соответствующего участка автомобильной дороги с нанесенной осью быстротока.

Рис. 29. Быстроток, укрепленный цементобетонными плитами:

1 - щебеночное основание; 2 - цементобетонные плиты; h - глубина быстротока

До начала работ по устройству быстротока с водобойным уступом и лотком необходимо закончить работы по устройству покрытия, досыпке присыпных обочин и планировке откосов. К месту производства работ заблаговременно доставляются и раскладываются вдоль устраиваемого быстротока плиты размером 0,49×0,49×0,10 м и щебень.

До начала работ с помощью нивелира производится разбивка, выносится и закрепляется ось быстротока, обозначаются колышками контуры котлована и кювета. Кювет и котлован разрабатываются экскаватором, на дне котлована делается разбивка положения блоков водобойного уступа и лотка. Траншеи под блоки разрабатывают на 15-20 см шире проектной ширины для возможности регулирования положения блоков в плане.

Основание под плиты выполняется из щебня с толщиной слоя 5 см, который выравнивается и уплотняется. Ровность щебеночного основания проверяют трехметровой рейкой. Блоки водобойного уступа и лотка автомобильным краном устанавливают в подготовленную траншею, пазухи засыпают щебнем и уплотняют трамбовкой.

Для укладки плит разбивается базисопорная линия, натягивается шнур, а вертикальные отметки проверяются нивелиром. Укладка плит выполняется автомобильным краном, начиная от водобойного уступа. Первая плита ряда укладывается вплотную к шнуру, последующие - рядом с первой таким образом, чтобы между плитами оставался зазор шириной 1 см. Уложив 10-12 плит на дно кювета, приступают к укладке плит на откосы.

Уложенные плиты осаживаются на щебеночное основание с помощью трамбовки. После укладки плит зазоры между ними заделываются цементным раствором в определенной последовательности. Стенки швов смачиваются водой, по линии шва цементный раствор распределяется лопатами, затем с помощью кельмы раствор равномерно распределяется в зазоре шва, уплотняется металлической шуровкой, после уплотнения цементного раствора поверхность шва отделывают заподлицо с поверхностью плит с помощью кельмы. После того как цементный раствор потеряет подвижность, швы расшиваются с помощью шаблона и укрываются полиэтиленовой пленкой.

В эксплуатационный период кюветы очищаются от мусора и ила, на них периодически скашивается трава при достижении высоты травы 15 см и удаляется препятствующая водоотводу растительность, а участки, на которых нарушено укрепление, ремонтируются.

Бордюры

Бордюрные блоки, устанавливаемые на автомагистралях и городских автомобильных дорогах на территории России, изготавливаются из цементобетона марки 400 и набирают прочность в естественных условиях. Во избежание преждевременного разрушения конструкций не следует применять бордюрные блоки, которые набирали прочность в пропарочных камерах [30].

Бордюрные блоки устанавливаются на стыке кромки проезжей части и обочины до начала производства работ по устройству слоев покрытия. Перед установкой бордюрных блоков необходимо закончить все работы по устройству и уплотнению слоев основания, а бордюрные блоки заблаговременно доставить к месту производства работ и разложить вдоль траншеи. Кроме того, необходимо визуально произвести оценку бордюрных блоков, которые не должны иметь отклонений от проектных размеров более ±5 мм по длине и высоте камня и ±2 мм по ширине.

Цементобетонная смесь для основания под бордюрные блоки приготавливается в бетоносмесителях. Ручное приготовление цементобетонной смеси допускается при потребности небольшого ее количества. Точность дозировки по массе должна соответствовать следующим допускаемым отступлениям: для цемента и воды ±2 %, а для заполнителей - до ±5 %.

При установке бортовых камней выполняют следующие основные работы:

- устройство траншеи;

- устройство цементобетонного основания;

- установку сборных бортовых камней;

- заполнение швов цементным раствором;

- заделку пазух цементобетонной смесью.

Траншея под бордюрные блоки устраивается экскаватором с ковшом вместимостью не более 0,15 м³ с последующей зачисткой вручную, а после ручной зачистки дно траншеи планируется под рейку с проектным уклоном.

Бордюрные блоки устанавливаются на цементобетонное основание или цементобетонные лекальные блоки. Перед распределением цементобетонной смеси основание должно быть хорошо уплотнено легким катком и правильно спланировано по относительным отметкам, заданным в проекте. Перед началом распределения цементобетонной смеси необходимо выполнить разбивку и через каждые 10-15 м установить стойки с использованием уровневого шаблона и нивелирной рейки, отмечая точную высоту камня на стойках.

При разбивке высот промежуточных стоек удобнее всего использовать визирки (рис. 30), которые в зарубежных странах применяются очень широко, однако на территории России от них практически отказались. Визирка изготавливается из доски толщиной 2,5 см («дюймовка»), из которой выпиливаются рейки шириной 7-8 см. Затем каждая рейка распиливается поперек на бруски длиной 1 и 0,5 м, соединяемые между собой строго перпендикулярно. Одна из визирок - «марка» - должна иметь более короткую перекладину (0,5 м), которая в два раза шире (14-16 см), чем перекладина метровой рейки. Верхняя половина короткой перекладины визирки - «марки» - закрашивается в черный цвет.

Рис. 30. Визирки: а - традиционная; б - «марка»

После того как на промежуточных стойках будут отложены высотные отметки бордюрных блоков, между стойками натягивается шнур или тонкая веревка, а бордюры устанавливаются вплотную вдоль натянутого шнура (рис. 31).

Рис. 31. Установка бордюра по шнуру

На подстилающий слой толщиной 10 см из цементобетона марки 200 устанавливаются бордюрные блоки: вплотную вдоль шнура на прямых участках, а на участках закруглений по шаблонам с использованием лекальных бордюрных блоков. Между бордюрными камнями оставляется зазор приблизительно 0,7-1,0 см для последующего его заполнения цементным раствором. Для обеспечения на стыках блоков одинаковых зазоров пользуются фиксатором зазоров - Г-образным стальным шаблоном, который накладывают на торец установленного камня. Последующий блок устанавливают так, чтобы торец его уперся в торец (с фиксатором) прежде установленного блока.

После установки блоков на участке протяженностью 40-50 м их окончательно выверяют в плане и по высоте. В необходимых случаях автомобильным краном слегка приподнимают камень, выправляют его и опускают в окончательное положение.

Фиксация положения бордюрного блока в вертикальной плоскости обеспечивается с помощью резинового молотка, во избежание сколов на поверхности блоков, а правильность положения контролируется с помощью уровня (рис. 32).

После проверки правильности положения бордюров швы между блоками заполняются цементным раствором до полного заполнения промежутков. Рекомендуется через каждые 10 м оставлять незаполненными щели между блоками, создавая тем самым швы расширения.

Рис. 32. Выравнивание уложенных бордюрных конструкций по уровню

Швы на стыках камней заполняют цементно-песчаным раствором состава 1:2 из цемента марки 400 с помощью мастерка. После того как в шве цементный раствор потеряет подвижность, расшивают швы с помощью расшивки по линейке. Готовый шов укрывают полиэтиленовой пленкой.

После установки бордюрных блоков их нижняя и тыльная части засыпаются или заделываются цементобетонной смесью. Пазухи на примыкании бортовых камней с цементобетонным покрытием заполняют цементобетонной смесью либо цементно-песчаным раствором, а на примыканиях блоков с асфальтобетонными покрытиями - асфальтобетонной смесью.

Около уже устроенного бордюрного блока устанавливается металлическая стойка, на которой закрепляется шнур с проектной отметкой, при этом длина участка с установленным шнуром определяется величиной сменной производительности.

Установка длинномерных бордюрных блоков (длиной 3 м) производится на готовое цементобетонное основание. В начале в цементобетонную смесь, находящуюся в опалубке, устанавливаются металлические шпунты диаметром 20 мм на расстоянии 450 мм друг от друга и 50 мм от внешнего края опалубки (рис. 33, а). Затем на бетонный раствор толщиной 25 мм устанавливается бордюрный блок и наращивается опалубка (см. рис. 33, б), а пазуха между опалубкой и тыльной стороной бордюрного блока заполняется цементобетонной смесью (см. рис. 33, в). Обычно через 4-7 дней опалубка снимается.

Рис. 33. Установка длинномерных бордюров: а - установка металлических шпунтов в цементобетонную смесь; б - установка бордюрной конструкции и наращивание опалубки; в - заполнение пазух между опалубкой и тыльной стороной бордюрной конструкции цементобетонной смесью

Предельные отклонения контролируемых параметров при установке бордюрных камней составляют, мм:

Отметки дна земляного ящика                                                  ±20

Ширина земляного ящика                                                         ±50

Прямолинейность линии бордюрных

камней на участке протяженностью 3 м                                  ±5

Отметки смежных бордюрных блоков на стыках                   ±5

При приготовлении цементобетонной смеси необходимо контролировать дозирование цемента, песка и каменных материалов, воды и добавок, подвижность смеси, влажность песка и каменных материалов, плотность цементобетонной смеси и прочность цементобетона при изгибе и сжатии.

Способы устройства систем дорожного водоотвода в зарубежных странах практически идентичны тем, что применяются в России. Однако в последние годы технологические операции все более совершенствуются, а на магистральных автомобильных дорогах все чаще применяются конструкции, выполненные с помощью техники. Например, в США для устройства монолитных элементов поверхностного водоотвода применяются машины со скользящей опалубкой, которые формуют бордюр и прикромочный лоток из цементобетонной или асфальтобетонной смеси (рис. 34, 35, 36). Формовочные насадки на машинах имеют диапазон размеров до 305 мм в ширину и 356 мм в высоту и могут быстро меняться. Цементобетонная смесь подается из сопел, расположенных в середине и сбоку от машины, а скользящая опалубка допускает формование цементобетона поверх арматурных стержней.

Рис. 34. Устройство бордюра механизированным способом (США)

Совершенствуются и способы защиты бордюрных блоков от преждевременных разрушений. Например, в Европе широко распространено устройство упоров из двух рядов кирпича у основания бордюра и укрепление краевой полосы у бордюра цементобетонной смесью с добавками.

Рис. 35. Устройство бордюра механизированным способом на кривой (США)

При реконструкции автомобильных дорог в Германии и Великобритании все чаще старые бордюрные блоки удаляются не только с помощью экскаватора, вручную, но и специальным комплексом фрезерных машин. В 1998 г. фирмой Tetlaw (Великобритания) был разработан специальный комплекс фрезерных машин Cutacurb для вырезания существующих цементобетонных бордюров перед их удалением. Комплекс машин позволяет вырезать существующие бордюры шириной 30 см и высотой до 40 см, а также устраивать траншею для установки новых бордюрных блоков. Этот способ позволяет сэкономить до 30 % заново укладываемой цементобетонной смеси, дает возможность перерабатывать каменные материалы от старых бордюров и уменьшает количество работ по восстановлению поверхности покрытия автомобильной дороги.

Рис. 36. Устройство прикромочного лотка механизированным способом (США)

Работы по содержанию бордюрных конструкций, как в России, так и за рубежом включают их осмотр, выявление разрушений, последующую заделку трещин, выбоин или замену отдельных блоков с обязательным контролем их высотных отметок. В течение весеннего, летнего, осеннего периодов года необходимо очищать предбордюрное пространство от пыли, грязи, ила, а также снега и льда в период внезапной оттепели в зимний период времени для беспрепятственного отвода талых вод.

Лотки прикромочные

Лотки прикромочные устанавливаются на автомагистралях и внегородских автомобильных дорогах на территории России в соответствии с типовыми решениями.

Прикромочные лотки устанавливаются на стыке кромки проезжей части и обочины до начала производства работ по устройству слоев покрытия. Принцип их строительства такой же, как и бордюрных элементов - прикромочные лотки устанавливаются на цементобетонное основание с предварительной разбивкой и использованием уровневого шаблона и нивелирной рейки.

После проверки правильности положения прикромочных лотков швы между блоками заполняются цементным раствором до полного заполнения промежутков.

После установки прикромочных лотков пазухи на примыкании блоков с цементобетонным покрытием заполняют цементобетонной смесью либо цементно-песчаным раствором, а на примыканиях блоков с асфальтобетонными покрытиями - асфальтобетонной смесью.

Во Франции, Германии и Чехии в последнее время все чаще применяются конструкции, выполняющие роль щелевого дренажа (рис. 37). Сбор поверхностных стоков производится в открытые щелевые водосборные лотки, располагаемые вдоль проезжей части или разделительной полосы, далее сброс стоков производится в ливневую канализацию или боковые водоперепускные трубы. При строительстве такой системы водоотвода особое внимание необходимо уделять участкам сопряжения щелевых дрен с конструктивными слоями дорожной одежды и сооружениями ливневой канализации [31]. Устанавливаемые щелевые лотки имеют различные конфигурации (тип отверстия, скошенные или прямые углы входного отверстия и др.) и размеры и предназначены для использования в системе дорожного водоотвода на территориях с различными особенностями формирования и объемами стока. Во избежание попадания поверхностных вод в слои дорожной одежды, узел сопряжения водосборного щелевого лотка и покрытия промазывается специальной мастикой с обязательным небольшим заходом мастики на лоток.

Рис. 37. Щелевой дренаж, выполняющий роль бордюра (а) или прикромочного лотка (о) на участке примыкания к трамвайным путям (Чехия): 1 - опора освещения; 2 - грунт; 3 - ось трамвайного пути

Работы по содержанию типовых прикромочных лотков в нашей стране и за рубежом включают их регулярный осмотр, выявление разрушений, последующую заделку трещин, выбоин или замену отдельных блоков с обязательным контролем их высотных отметок. В течение весеннего, летнего, осеннего периодов года необходимо очищать лотки от пыли, грязи, ила, а также снега и льда в период внезапной оттепели в зимний период для беспрепятственного отвода талых вод.

Лотки откосные

Телескопические откосные лотки устраиваются на автомобильной дороге через определенные промежутки, которые назначаются проектом. В состав проекта входит план соответствующего участка автомобильной дороги с нанесенной осью водосброса и указанием высотных отметок.

Установка откосных лотков начинается с низовой стороны, а при наличии грунтовой воды для ее сбора и откачки устраиваются приямки.

До начала работ по установке откосных лотков необходимо закончить работы по устройству покрытия и планировке откосов насыпи, подготовить проезд и место стоянки автомобильного крана и экскаватора. К месту производства работ заблаговременно доставляются блоки и раскладываются на обочине и у подошвы насыпи на ровной площадке. Щебень, привезенный заранее, выгружается на обочине и у подошвы насыпи.

До начала устройства откосного лотка производятся разбивочные работы, закрепляется ось водосброса, обозначаются колышками контуры котлованов и траншеи. Котлованы под гаситель, траншея под телескопический лоток разрабатываются экскаватором с зачисткой дна и стенок под рейку.

На дне котлована для гасителя разбивается положение упорного блока и блоков упорной шпоры. Траншеи под упорный блок и шпоры отрываются на 15-20 см шире положенного для возможного регулирования блоков в плане.

По окончании земляных работ производится устройство щебеночной подготовки - щебень слоем 10 см распределяется по поверхности, выравнивается под рейку, уплотняется и отметки поверхности щебеночной подготовки проверяются нивелиром.

Автомобильным краном устанавливается упорный блок с таким расчетом, чтобы отметка прямоугольного выреза на нем соответствовала проектной отметке верха плит гасителя. С другой стороны котлована под гаситель устанавливаются три блока упорных шпор. После установки блоков пазухи засыпаются грунтом, который тщательно утрамбовывается, а швы заполняются цементным раствором и расшиваются.

Перед началом монтажа все блоки телескопического лотка осматриваются для проверки соответствия их марок, размеров, а также годности элементов для укладки их в сооружение. Монтаж откосного лотка начинается снизу от упора с помощью автомобильного крана с удлиненной стрелой.

Первый блок телескопического лотка стропят за четыре монтажные петли, подают автомобильным краном к траншее, опускают над щебеночной подготовкой, разворачивают на весу по продольной оси, подводят к упорному блоку так, чтобы узкая часть блока лотка стыковалась с наклонным срезом упора по всему поперечному сечению, и опускают на щебеночную подготовку. Все остальные блоки вводятся узким концом в конец предыдущего блока до упора и опускаются на дно траншеи. Правильность установки блоков откосного лотка проверяется контрольной рейкой с уровнем.

После установки всех блоков откосного лотка производится окончательное выравнивание блоков с помощью автомобильного крана, затем осуществляется омоноличивание швов между упорным и телескопическим блоками цементным раствором.

Планировка откоса по обе стороны от телескопического лотка с одновременной засыпкой пазух грунтом производится экскаватором, оснащенным скребком, грунт в пазухах уплотняется пневматической трамбовкой. После планировки и уплотнения грунта в пазухах стенки лотка должны возвышаться над поверхностью откоса на 5-10 см.

С помощью автомобильного крана устанавливают бортовые блоки открытого лотка - сначала блоки, непосредственно примыкающие к телескопическому лотку. После их установки пространство между ними засыпается щебнем и уплотняется, а вдоль кромки покрытия устанавливаются блоки прикромочных лотков шириной 37,5 см с выравниванием их по шнуру. Продольный шов у кромки покрытия и швы между блоками лотка заполняются цементным раствором, а поверхность открытого лотка омоноличивается цементобетоном с толщиной слоя 10 см с последующим нанесением пленкообразующего материала. В то же время омоноличиваются стыки между бортовыми блоками и на сопряжении их с телескопическим лотком.

Для укладки плит гасителя разбивается базис-опорная линия, натягивается шнур, в ходе укладки вертикальные отметки проверяются нивелиром.

Плиты стропуются за монтажные петли металлическими крюками и укладываются на щебеночное основание. Первая плита ряда укладывается вплотную к шнуру, последующие - рядом с первой таким образом, чтобы между плитами оставался зазор шириной 1 см. Уложенные плиты осаживаются на щебеночное основание.

По окончании укладки стенки стыков плит и швы смачиваются водой, по линии шва распределяется цементный раствор, уплотняется металлической шуровкой, поверхность стыков и швов отделывается заподлицо с поверхностью плит с помощью кельмы. После потери цементным раствором подвижности швы расшиваются с помощью расшивки по линейке, готовый шов укрывают полиэтиленовой пленкой.

В последние годы все чаще выходной участок откосного телескопического лотка укрепляется матрасными габионами (рис. 38, 39), представляющими собой естественные строительные блоки, со временем приобретающие еще большую прочность и становящиеся частью ландшафта [32, 33].

Рис. 38. Укрепление нижнего участка откосного лотка габионами с сопряжением с водоотводными канавами

Рис 39. Укрепление нижнего бьефа откосного лотка габионами

Работы по содержанию откосных лотков в эксплуатационный период включают их регулярный осмотр, выявление разрушений, заделку трещин, выбоин или замену отдельных блоков с обязательным контролем их высотных отметок, выравнивание провалившихся или просевших блоков на откосе. В течение весеннего, летнего, осеннего периодов в году необходимо очищать откосные лотки от грязи, ила, мусора, а в зимний период при внезапной оттепели очищать русло лотка от снега и льда для пропуска талых вод.

Дождеприемные колодцы и решетки

Дорожные дождеприемные колодцы необходимо своевременно ремонтировать, не дожидаясь существенных разрушений. Покрытие вокруг колодца вырубается, при этом стенки котлована в асфальтобетоне должны быть строго вертикальными (рис. 40, а). При необходимости поднять колодец до уровня дорожного покрытия, под него мостят основание из красного кирпича. Подстилающий слой для горловины дождеприемного колодца устраивается из быстротвердеющего строительного раствора, набирающего прочность в течение 2 ч, с толщиной слоя 60 мм. Если работы выполняются до устройства верхнего слоя покрытия, то колодец устанавливается выше существующего уровня дорожного покрытия (см. рис. 40, б).

Если колодец ремонтируется и не предвидится перекрытия дорожного покрытия новым слоем, горловина колодца устанавливается с таким расчетом, чтобы ее крышка или решетка находились на одном уровне с верхним слоем дорожного покрытия (см. рис. 40, в). Для правильной установки горловины в качестве распора иногда применяют деревянные доски.

После этого пазухи вокруг колодца заполняются строительным раствором до определенной толщины, который уплотняется с целью набора им максимальной прочности (см. рис. 40, г). Остаток толщины заполняется битумно-щебеночной смесью. После набора прочности строительным раствором слой битумно-щебеночной смеси не удаляется - это дает гарантию, что в течение долгого промежутка времени крышка или решетка колодца не будут смещаться под воздействием нагрузки.

В эксплуатационный период необходимо своевременно ремонтировать участки просадок покрытия у колодцев, очищать колодцы для своевременного отвода дождевых и талых вод, а в необходимых случаях заменять конструкцию дождеприемного колодца полностью.

Рис. 40. Строительство дождеприемного колодца: а - выпиливание участка покрытия под дождеприемный колодец; б - установка решетки дождеприемного колодца перед укладкой верхнего слоя покрытия; в - установка решетки дождеприемного колодца вровень с существующим покрытием; г - заделка пазух между покрытием и решеткой строительным раствором, укладка слоя из битумно-щебеночной смеси и ограждение места производства работ

Очистные сооружения

Неотъемлемой частью дорожного водоотвода являются очистные сооружения - один из способов снижения негативного воздействия загрязненных поверхностных стоков с автомобильных дорог на прилегающую территорию и водные объекты [19, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42].

Устройство системы поверхностного водоотвода с использованием прикромочных лотковых и бордюрных конструкций позволяет снизить уровень загрязнения стока, поступающего с покрытия проезжей части автомобильной дороги в окружающую среду, и уменьшить площадь его распространения. Продольные прикромочные лотки и предбордюрное пространство выполняют функцию водосборного канала, в котором собирается загрязненный поверхностный сток. В случае устройства системы водоотвода, когда поверхностный сток самотеком попадает на обочины автомобильной дороги, а затем на откосы и прилегающую территорию, загрязняющие вещества распространяются на большие территории, впитываются в грунт и поглощаются растительностью.

Во избежание эрозии откосов, подтопления и засорения проезжей части аккумулированный поверхностный сток сбрасывается по откосным водоотводным лоткам в водоперепускные конструкции и на очистные сооружения.

Конструкции очистных сооружений, целесообразность их применения и показатели их работоспособности представлены в работе [19]. В настоящее время строительство очистных сооружений ведется в соответствии с проектными решениями на конкретный объект, и каждый раз конструкция очистного сооружения согласовывается с климатическими, геологическими, гидрологическими характеристиками местности и возможностями строительной организации. Содержание очистных сооружений зависит от характеристик отдельных конструкций и всего сооружения в целом, однако, основное требование -не допускать переполнения сооружения сточными водами и его заиления - предъявляется ко всем конструкциям очистки.

Таковы основные принципы строительства и содержания сооружений дорожного водоотвода в России и зарубежных странах. Основные требования, предъявляемые к вопросам строительства дорожного водоотвода в России, схожи с теми, что приняты в странах Европы, а также в США. Необходимо отметить, что в процессе устройства и содержания конструкций водоотвода следует соблюдать правила техники безопасности в соответствии с нормативными требованиями документов, действующих на территории нашей страны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Своевременный и целенаправленный сбор и отвод воды с поверхности автомобильных дорог и последующая ее очистка от загрязнений - одна из основных задач повышения технического уровня автомобильных дорог, безопасного движения по ним и снижения техногенного влияния на окружающую среду.

Особое место в этой проблеме занимают мероприятия, направленные на совершенствование методологии разработки оптимальных проектно-строительных решений и ремонтно-восстановительных мероприятий.

При эксплуатации автомобильных дорог и мостов поверхностные стоки ливневых и талых вод и стоки от увлажнения покрытия поливомоечными машинами содержат в своем составе значительное количество загрязняющих компонентов, отрицательное воздействие которых на экологию оказывается наиболее интенсивно при отсутствии удовлетворительно функционирующей системы водоотвода и очистки сточных вод.

Кроме того, необеспеченный поверхностный водоотвод приводит к снижению прочности дорожных одежд, нарушению устойчивости земляного полотна, сокращению межремонтных сроков, снижению уровня безопасности и удобства движения транспортных средств.

Одной из проблем является то, что в отдельных областях России, особенно в последние годы, распространенным в зимнее время явлением оказывается чередование периодов оттаивания и замерзания снегового слоя, что создает определенные проблемы при обеспечении своевременного отвода талых вод с поверхности автомобильных дорог. Кроме этого, имеют место случаи одновременного выпадения дождевых и снеговых осадков в зимние месяцы, что нередко приводит к значительному затоплению проезжей части и нарушению бесперебойного движения транспортных средств.

Таким образом, для решения проблемы организации дорожного водоотвода и очистки стоков с автомобильных дорог необходимо выполнять комплекс мероприятий, направленных на соблюдение технологического регламента при строительстве элементов водоотвода и проведение работ по содержанию системы водоотвода в состоянии удовлетворительной работоспособности в течение практически всего календарного года.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ильина А.А. Об основных требованиях и правилах устройства, содержания и ремонта сооружений поверхностного водоотвода автомобильных дорог // Автомоб. дороги: Науч.-техн. информ. сб. / Информавтодор. - М., 2001. - Вып. 1.

2. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги / Госстрой России. - Взамен СНиП III-40-78; Введ. 01.01.86. - М: ГУП ЦПП, 2001.

3. Ильина А.А. Проблема загрязнения окружающей среды поверхностными стоками с автомобильных дорог и мостовых переходов // Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб. / ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР». - М., 2003. - Вып. 3.

4. Balades J.D., Cathelain M., Merchandise P., Peybernard J., Pilloy J.C. Chronic pollution of intercity motorway runoff waters / Water Science and Technology. - 1985.

5. Wada Y, Miura H. Quantification of accumulated leads on road surfaces and their runoff characteristics / Water Science and Technology. - 1984.

6. Guidance for post-construction highway runoff management storm water pollution 101 / Environmental Protection Agency. - 1996.

7. Перевозников Б.Ф., Ильина А.А. Сооружения системы водоотвода с проезжей части автомобильных дорог. - М., 2002. - (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / ГП «Информавтодор»; Вып. 2).

8. Ильина А.А Принципы сбора и отвода воды с разделительных полос на современных автомагистралях // Автомоб. дороги: Науч.-техн. информ. сб. / Информавтодор. - М., 2001. - Вып. 6.

9. Методическое пособие мастеру по содержанию водопропускных труб при эксплуатации автомобильных дорог / РАО Концерн «Росавтодор». - М., 1996.

10. Ильина А.А. Об обеспечении необходимых условий для функционирования водоотводных систем на автомобильных дорогах // Автомоб. дороги: Науч.-техн. информ. сб. / Информавтодор. - М., 2001. - Вып. 5.

11. Ильина А.А. Экологические аспекты очистки поверхностных стоков с автомобильных дорог. - М., 2004. - (Сб. науч.-метод. работ по повышению уровня обоснованности проектов автомоб. дорог и сооружений на них / ГП «Союздорпроект»; Вып. 7).

12. Ильина А.А. Влияние автомобильного транспорта на загрязнение поверхностных стоков с автомобильных дорог и мостов // Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб. / ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР». - М., 2004. - Вып. 2.

13. Ильина А.А. Мероприятия по снижению уровня загрязнения ливневых и талых поверхностных стоков с автомобильных дорог // Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб. / ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР». - М., 2004. - Вып. 3.

14. Eva-Lou Gustafsson, Kaj Rolf. Heavy metals in surface water are retained by sand filters / Swedish Research for Sustainability Formas the Swedish Council for Environment, Agricultural Sciences and Spatial Planning. - 2001. - № 2.

15. Isabelle P.S., Fooks L.J., Keddy P.A., Wilson S.D. Effects of roadside snowmelt on wetland vegetation: An experimental study // Journal of Environmental Management. - 1987.

16. McBean E., Al-Nassri S. Migration pattern of de-icing salts from roads // Journal of Environmental Management. - 1987.

17. Motto H.L, Daines R.H., Chilko D.H., Motto C.K. Lead in soils and plants: its relationship to traffic volume and proximity to highways / Environmental Science and Technology. - 1970.

18. Ильина А.А. О проектировании водоотвода и очистных сооружений на автомобильных дорогах и мостах // Дороги России XXI века. - 2004. - № 3.

19. Ильина А.А. Очистные сооружения на автомобильных дорогах. - М., 2004. - (Автомоб. дороги и мосты: Обзорн. информ. / ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР»; Вып. 3).

20. Ильина А.А. Характерные проектно-строительные недостатки организации системы отвода поверхностных вод в откосные водосбросные лотки. - М., 2001. - (Сб. науч.-метод. работ по повышению уровня обоснованности проектов автомоб. дорог и сооружений на них / ГП «Союздорпроект»; Вып. 5).

21. Ильина А.А. Новый материал для конструкций системы поверхностного водоотвода на автомобильных дорогах. - М., 2000. - (Сб. науч.-метод. работ по повышению уровня обоснованности проектов автомоб. дорог и сооружений на них / ГП «Союздорпроект»; Вып. 4).

22. Ильина А.А. Конструкции водоотводных устройств в предбордюрных пространствах, применяемые на автомобильных дорогах зарубежных стран // Автомоб. дороги: Науч.-техн. информ. сб. / Информавтодор. - М., 2001. - Вып. 2.

23. Ильина А.А. Дренирующий асфальтобетон и его работоспособность в системе поверхностного водоотвода с автомобильных дорог // Автомоб. дороги: Науч.-техн. информ. сб. / ГП «Информавтодор». - М., 2002. - Вып. 3.

24. Свежинский В.Н., Быстров Н.В. Применение дренирующего асфальтобетона в дорожном строительстве. - М., 1993. - (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / Информавтодор; Вып. 6).

25. Storm Water Technology Fact Sheet. Porous pavement / D.C., EPA, Office of Water. -Washington, 1999. - September.

26. A. c. 1231103 СССР, МКИ⁴ E 01 F 5/00. Водоотводное устройство / В.И. Афиногеев; Донец. обл. упр. стр-ва и эксплуатации автомоб. дорог «Облдорстрой». - № 3785069/29-11; Заявл. 28.08.84; Опубл. 15.05.86, Бюл. № 18.

27. А. с. 916633 СССР, МКИ³ Е 01 С 11/22. Водоотводное устройство для автомобильных дорог / В.И. Афиногеев. - № 2968577/29-33; Заявл. 06.08.80; Опубл. 30.03.82, Бюл. № 12.

28. А. с. 1320323 СССР, МКИ⁴ Е 01F 5/00. Водоотводный лоток / С.Г. Жорняк, П.Г. Пешков; Всесоюз. науч.-исслед. ин-т трансп. стр-ва. - № 3812827/29-11; Заявл. 09.10.84; Опубл. 30.06.87, Бюл. № 24.

29. Ильина А.А. О результатах применения водопоглотителей на автомобильной дороге в Московской области. - М., 2001. - (Сб. науч.-метод. работ по повышению уровня обоснованности проектов автомоб. дорог и сооружений на них / ГП «Союздорпроект»; Вып. 5).

30. Ильина А.А. Правила установки бордюрных блоков при устройстве системы поверхностного водоотвода на автомобильных дорогах // Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб. / ГП «Информавтодор». - М., 2003. - Вып. 2.

31. Ильина А.А. Проектные решения систем дорожного водоотвода в Чехии // Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб. / ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР». - М., 2004. - Вып. 5.

32. Ильина А.А. Проектно-строительные решения системы поверхностного водоотвода МКАД с использованием габионных конструкций // Автомоб. дороги: Науч.-техн. информ. сб. / Информавтодор. - М., 2001. - Вып. 4.

33. Методические рекомендации по применению габионных конструкций в дорожно-мостовом строительстве / ООО «Организатор», ФГУП «Союздорпроект». - М., 2001.

34. Phillips N. Decision maker's Stormwater Handbook / The Terrene Institute. - Washington, 1992.

35. Методические рекомендации по обеспечению природоохранных требований при проектировании автомобильных дорог в центральной полосе Европейской части России / Всерос. НИИ Охраны природы Госкомэкологии России и Правительства Москвы. - М., 1999.

36. Reed S.C., Middlebrooks E.J., Crites R.W. Natural Systems for Waste Management and Treatment / McGraw-Hill. - New York, 1988.

37. Fleck A.M., Lacki M.J., Sutherland J. Response by white birch (Betula papyrifera) to road salt applications at Cascade Lakes // Journal of Environmental Management. - 1988.

38. Hofstra G., Smith D.W. The effects of road de-icing salt on the levels of ions in roadside soils in southern Ontario // Journal of Environmental Management. - 1984.

39. Demers C.L., Sage R.W., Jr. Effects of road de-icing salt on chloride levels in four Adirondack streams // Water, Air and Soil Pollution. - 1989.

40. Peter E. Church, Paul J. Friesz. Effectiveness of Highway Drainage Systems in Preventing Road-Salt Contamination of Groundwater: Preliminary Findings: Reprinted from TRANSPORTATION RESEARCH RECORD 1420 (1993) / Transportation Research Board, National Research Council. - Washington, 1993.

41. Examination of pollution in soil and water along roads // Nordic Road & Transport Research. - 2000. - № 3.

42. Международный конгресс «Вода: экология и технология» (ЭКВАТЕК-96) // Гидротехн. стр-во. - 1997. - № 1.