Природные условия

Природные условия существенно влияют на выбор направления, дороги и конструкцию отдельных ее элементов. Природные условия определяют число, размеры и конструкцию дорожных сооружений, влияют на объемы дорожно-транспортных работ и общую стоимость дороги. К местным природным (геофизическим) условиям, оказывающим влияние на проектирование, строительство и эксплуатацию автомобильных дорог, относятся: климат, рельеф, растительность и почвы, инженерно-геологические, грунтовые, гидрологические и гидрогеологические условия. Все эти факторы находятся во взаимосвязи друг с другом, ослабляя или усиливая их действие.

Климатические условия особенно большое влияние климатические условия оказывают на условия эксплуатации дорог, а также на количество и режим поверхностных вод, высоту стояния подземных вод, количество, интенсивность и форму атмосферных осадков, водно-тепловой режим земляного полотна, продолжительность строительного сезона.

Климатические условия характеризуются амплитудой и быстротой колебания температуры, максимумами и минимумами температуры, осадками и испарением, направлением и скоростью ветров (рисунок 1.1), мощностью снегового покрова, глубиной промерзания, числом дней в году с метелями, гололедом, оттепелями, туманами и т. д. Все перечисленные данные принимаются по климатическим справочникам, энциклопедиям и СНиПам [9 – 10]. По климатическим условиям территория РФ делится на пять дорожно-климатических зон (Приложение А).

Рисунок 1.1 – Роза ветров: изменение динамики направления ветра в январе и в июле. Цифры на графике показывают долю ветреных дней, % общего числа ветреных дней за период

Для сопоставления климатических условий района проложения дороги в отдельные периоды года строят график климатических характеристик (рисунок 1.2), на котором отмечают годовое изменение температуры, количество выпадающих осадков, глубину промерзания и высоту снегового покрова и другие характеристики, которые могут оказаться полезными при конструировании элементов дороги и при организации строительства.

Рельеф местности определяет величину применяемых при выборе трассы продольных уклонов, обусловливает необходимость обхода возвышенных или пониженных мест, развитие линии по склону. От рельефа зависит количество воды, поступающей к трубам и малым мостам. От экспозиции выбранного для трассы склона зависит водно-тепловой режим земляного полотна. Особенности рельефа сказываются на выборе способов производства земляных работ и месторасположении вариантов трассы. В процессе эксплуатации дороги условия рельефа отражаются на стоимости автомобильных перевозок.

Рисунок 1.2 – График климатических характеристик района проложения дороги: 1 – осадки дождевые; 2 – осадки снеговые; 3 – периоды распутицы на грунтовых дорогах; 4 – температура; 5 продолжительность светового периода дня; 6 – высота снегового покрова; 7 – глубина промерзания; 8 – период производства земляных работ и устройства оснований; 9 – постройка малых мостов и труб; 10 – постройка асфальтобетонных покрытий; 11 – постройка облегченных усовершенствованных покрытий; 12 – постройка цементобетонных покрытий; 13 – разработка притрассовых карьеров.

Изучением и описанием форм земной поверхности занимается специальная наука – геоморфология.

Основные элементы рельефа можно классифицировать следующим образом:

– равнины – участки суши со слабо расчлененным рельефом, отличающиеся сравнительно малыми колебаниями относительных, высот отдельных точек. При общей ровности поверхности, в отдельных местах возможны местные повышения или понижения (холмы, котловины, овраги и балки);

– холмы – возвышенности, не превышающие 200 м над уровнем их подошвы, плавно переходящие в равнину;

– горы – более высокие возвышенности, обладающие резко очерченной подошвой. Переходя одна в другую горные возвышенности вытянутой формы образуют горные хребты;

Применительно к проектированию дорог могут быть выделены пять категорий рельефа по сложности трассирования (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Классификация рельефа по сложности трассирования

Почвенно-грунтовые условия также учитываются при выборе направления трассы. Почва или растительный слой грунта оценивается с точки зрения использования его для укрепления откосов земляного полотна и восстановления (рекультивации) нарушенных в процессе строительства земель. Заболоченные и засоленные участки местности, участки с сыпучими песками обычно обходятся, если это не вызывает значительного удлинения трассы.

От вида грунта зависят величина возвышения бровки земляного полотна и глубина водоотводных канав. При проектировании конструкции дорожной одежды учитывается модуль упругости грунта. От вида грунта зависят трудность его разработки в процессе строительства, условия пучинообразования и размыва водой откосов земляного полотна и водоотводных сооружений. Грунты являются материалом для постройки земляного полотна и влияют на установление формы и размеров земляного, полотна.

В таблице 1.2 приведены основные показатели этих грунтов по данным лабораторных проб и характеристики их теплопроводности, необходимые для расчета морозозащитных противопучинных слоев дорожной конструкции.

Таблица 1.2 – Основные показатели грунтов

Растительность. Отдельные виды растительности встречаются только при определенных сочетаниях местных условий, что используется при проектировании дорог, например при дешифрировании аэрофотоснимков.

Древесно-кустарниковая растительность, встречающаяся в районе проложения трассы, оценивается прежде всего с точки зрения пригодности для строительных целей, а также применения для снегозащитного и декоративного озеленения.

Инженерно-геологические условия района проложения трассы обусловливают геологическое строение местности, степень устойчивости горных пород в основании и вблизи земляного полотна, образование угрожающих полотну оползней, осыпей, обвалов, степень трудности разработки грунтов для постройки дороги, наличие или отсутствие местных дорожно-строительных материалов (камня, песка, гравия), которым следует отдавать предпочтение перед привозными материалами.

Гидрологические и гидрогеологические условия характеризуются количеством выпадающих осадков, условиями стока и испарения воды, толщиной снегового покрова и интенсивностью весеннего таяния, глубиной залегания грунтовых вод и особенностями их режимов, режимов рек и ручьев.

Гидрологические условия (условия увлажнения поверхностными водами) определяют количество и величину водопропускных сооружений, систему и конструкцию водоотводных сооружений, влияют на форму и размеры земляного полотна.

Гидрогеологические условия (условия увлажнения грунтовыми подами) определяют количество и размеры дренажных сооружений.