ГОСТ Р 59983-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Сооружения противоналедные. Правила проектирования

5.5 Проектирование противоналедных ограждающих сооружений и устройств

 

5.5.1 Ограждающие сооружения следует устраивать в комплексе, включающем устройства, обеспечивающие резкое охлаждение водотока: наледные и мерзлотные пояса, спланированный участок для растекания наледной воды и накопления льда и сооружения, удерживающие наледь, противоналедный вал или забор.

5.5.2 Наледный пояс и плоские лотки представляют собой участок искусственно выполненного плоского уширенного русла, укрепленный одиночным мощением, бетонными плитами или каменной наброской.

5.5.3 Наледный пояс как самостоятельное сооружение можно применять при осеннем расходе водотока до 20 л/с. При больших расходах его устраивают в комплексе с удерживающим валом, плоским лотком, расположенным непосредственно у вала или несколько выше его по течению водотока (рисунок 20). Размеры наледного пояса или плоского лотка определяют из условия: после протекания водотока по этому участку его температура должна быть понижена до 0 °C.

 

 

1 - участок, обеспечивающий резкое нарушение водно-теплового

режима и охлаждение малого водотока (наледный пояс);

2 - площадь растекания наледи перед удерживающими

сооружениями; 3 - удерживающие сооружения; 4 - отмостка

(плоский лоток); 5 - автомобильная дорога;

6 - искусственное сооружение

 

Рисунок 20 - Схема расположения удерживающих

противоналедных сооружений

 

5.5.4 Длину L наледного пояса можно определить по формуле

 

, (1)

 

где Q - расход водотока в осенне-зимний период (определяют по данным инженерно-геологических наблюдений), м³/сут;

C - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·°C);

- объемная масса воды, кг/м³;

t - температура воды в осенний период, °C;

W₀ - теплопотери с открытой поверхности, кДж/(м²·сут);

B - ширина наледного пояса, м.

5.5.5 Расчетную площадь растекания воды F_р перед удерживающим сооружением определяют из условия: толщина слоя воды h_в, удерживаемой перед сооружением за рассматриваемый промежуток времени ожидаемого действия наледи T, должна быть меньше или равной возможной толщине нарастания наледи h_л, определяемой по формуле

 

. (2)

 

Принимая h_л = h_в, F_р и Q_в можно определить по формулам:

 

; (3)

 

Q_в = QT, м³, (4)

 

где - скрытая теплота, выделяемая при переходе воды в лед, принимают 80 ккал/кг (336 кДж/кг);

T - рассматриваемый промежуток времени ожидаемого действия наледи, сут;

Q_в - объем воды, накапливаемый перед удерживающим сооружением за рассматриваемый промежуток времени ожидаемого действия наледи, м³.

5.5.6 Прогнозируемый объем наледи V_н определяют с учетом расхода водотока в осенне-зимний период Q, времени ожидаемого действия наледи T и наличия снежного покрова:

 

V_н = 1,25(1,1QT + v_с), м³; (5)

 

, (6)

 

где 1,25 - коэффициент запаса;

1,1 - коэффициент увеличения объема замерзающей воды;

v_с - объем прироста наледи от снега, м³;

- безразмерный коэффициент относительной плотности снежного покрова, принимают равным 0,25 - 0,3;

h_с - толщина снежного покрова, м.

5.5.7 Размеры удерживающих противоналедных сооружений определяют по прогнозируемым мощностям и площадям распространения наледи, с учетом полного ее задержания (приложение Ж). Высоту удерживающего противоналедного сооружения H_в принимают на 0,5 м больше расчетной толщины наледи h_н.

5.5.8 Расстояние между участком нарушенного русла 1, активизирующим наледный процесс, и удерживающими сооружениями 3, 4 определяют из условия, чтобы при полной аккумуляции наледных вод этот участок находился вне основного объема наледи 2 и постоянно функционировал (рисунок 20). При малых уклонах русла водотока длину распространения наледи по логу можно принять l = h_н/i_р (h_н - толщина наледи, м; i_р - уклон русла, ).

5.5.9 Мерзлотные пояса применяются при неглубоком залегании грунтовых и главным образом надмерзлотных вод, в условиях суровых малоснежных периодов отрицательных температур, при уклонах местности менее .

5.5.10 Водонепроницаемые экраны применяют на пологих склонах с маломощным делювиальным слоем при неглубоком залегании подземных, надмерзлотных вод и подстилающего их водоупора. Водонепроницаемые экраны представляют траншеи, заполненные водонепроницаемым грунтом, железобетонными плитами или шпунтом. Ширину водонепроницаемого экрана из грунта принимают не менее 1,0 м, а низ заглубляют в водоупор не менее 0,25 м. При расчетном расходе грунтовых вод более 1 л/с вертикальный экран можно устраивать в комплексе с горизонтальным экраном и удерживающим наледь земляным валом или забором (рисунок 21). Горизонтальный экран представляет плоскую отмостку из бетонных плит или одиночного каменного мощения по поверхности лога. Этот участок принимает выходящие на поверхность грунтовые воды и обеспечивает их охлаждение и замерзание. Размеры горизонтального экрана и противоналедных удерживающих сооружений определяют расчетом в соответствии с приложением Ж.

 

 

1 - вертикальный водонепроницаемый экран; 2 - горизонтальный

экран; 3 - площадь растекания наледи перед удерживающими

сооружениями; 4 - удерживающие сооружения (железобетонный

забор или земляной вал); 5 - автомобильная дорога;

6 - искусственное сооружение

 

Рисунок 21 - Схема мерзлотно-водонепроницаемого экрана

с удерживающим противоналедным забором