Возможно перепускать песок через дорогу, выбрав для этого участок в нулевых отметках и создав на нём гладкую поверхность покрытия обочин и откосов.

Лекция 16

Тема: "Проектирование дорог в горной местности"

Изыскания, проектирование и строительство горных дорог представляет значительные трудности. Из-за сложного рельефа местности, крутых и неустойчивых склонов и необходимости преодоления больших разностей высот, выбор трассы дороги требует большого внимания и часто небольшое смещение трассы по склону резко меняет объёмы работ.

При строительстве дорог в горах приходится выполнять большие объёмы скальных работ, применяя взрывчатые вещества, устраивать подпорные и одевающие стенки. При неблагоприятных геологических условиях – оползнях, осыпях, селевых выносах, необходима постройка специальных сооружений, обеспечивающих устойчивость земляного полотна.

Направления проложения дорог в горах определяются расположением горных хребтов, являющихся водоразделами бассейнов больших рек. Переход дороги из одного речного бассейна в другой возможен только через понижения горных хребтов – седловины. Для дорог в горной местности характерно следующее проложение трассы: вначале по долине горной реки, вверх к её истокам, затем подъём по горным склонам к седловине и переход на перевальном участке в долину другой реки.

В горных районах проявляется вертикальная зональность – существенное различие климатических условий на разных высотах над уровнем моря.

Температура воздуха в горах ниже, чем в долинах. Понижение составляет примерно 0,5^о С на 100 метров подъёма. Наблюдаются случаи и обратного распределения температуры (инверсия), когда в замкнутых долинах и низинах собирается более плотный холодный воздух.

Температура горных склонов зависит от их экспозиции по сторонам света. Южные и юго-западные склоны, хорошо прогреваемые солнцем, быстро освобождаются от снега и просыхают. На северных и северо-восточных склонах снег сохраняется до лета. В таких же условиях находятся и откосы земляного полотна.

Количество осадков, выпадающих в горах, возрастает по мере возвышения над уровнем моря на 40 – 60 мм на каждые 100 м высоты, достигая максимума в зоне интенсивного образования облаков. В летние месяцы в горах выпадают ливни большой интенсивности, иногда составляющие до 15 – 20 % годового количества осадков.

Давление воздуха изменяется с высотой. Изменение давления на 1 мм ртутного столба соответствует разности высот, называемой “барометрической ступенью”, величина которой в зависимости от давления и температуры воздуха колеблется от 10 до 17 метров.

На больших высотах (3000 – 4000 м) наблюдаются частые ветры со скоростями 25 – 30 м/сек. На таких высотах температура воздуха отрицательна в течение семи-восьми месяцев в году, а среднегодовая температура составляет минус 4 – 5^оС.

Устойчивость горных склонов (рис.1)

В горных районах почвенный покров имеет незначительную толщину, а на крутых склонах коренные горные породы выходят на дневную поверхность и бывают покрыты сверху продуктами выветривания.

Осадочные породы, сложенные пластами, часто залегают в виде складок, обращённых выпуклостью вниз (синклинали) или вверх (антиклинали). Встречаются разные наклоны пластов, от горизонтальных до почти вертикальных, разрывы пластов, сдвиги и сбросы. Пласты известняков и песчаников могут разделяться прослойками глины, при насыщении которой влагой возможны сдвиги – оползни вышележащих пластов.

Многообразные классификационные разновидности залегания пластов применительно к проложению дорог по склонам могут быть сведены к нескольким схематизированным типам: горизонтальное залегание пластов; падение пластов в сторону склона; падение пластов внутрь склона; прислонное залегание более молодых пород.

При врезке полотна дороги в склон, откос выемки прорезает напластования, изменяя напряжённое состояние склона, сложившееся в течение его длительной геологической истории. У контуров врезки в горные породы, аналогично отверстиям и вырезам в деталях машин, возникает концентрация напряжений. Сплошность отдельных слоёв нарушается, и устойчивость, ранее создаваемая в результате опирания, начинает обеспечиваться только сопротивлением сдвигу внутри слоя и по контакту с подстилающими слоями. В некоторых случаях обнажённые слои, ранее закрытые более устойчивыми породами, начинают быстро выветриваться.

При подрезании слоёв на склонах особенно опасны осадочные породы, в толще которых могут залегать прослойки глины, теряющей сцепление при проникании воды, а также метаморфические сланцы.

Изверженные породы более прочны и могли бы быть устойчивы в откосах при любом направлении напластований. Однако, поскольку в поверхностных слоях они всегда в той или иной степени трещиноваты в результате выветривания и тектонических процессов, необходимо считаться с возможностью потери устойчивости отдельных массивов, выделенных трещинами. Активизации и развитию этих процессов способствует производство скальных работ взрывным способом, при котором образуются трещины.

Формы нарушения устойчивости склонов и откосов: осыпание крутых склонов продуктов выветривания; обвалы отдельных камней и обломков с уступов в трещиноватых скалистых породах; сплав поверхностных слоёв грунтовых склонов в результате переувлажнения; пластичное оползание глинистых склонов со скоростью в несколько сантиметров в год; обрушение части однородной грунтовой толщи при чрезмерной крутизне откоса по поверхности скольжения; смещение части грунта по подстилающим поверхностям в результате потери сцепления в зоне контакта; обрушение с образованием вертикальной трещины и боковым смещением отделившегося блока в результате выжимания слабых подстилающих грунтов.