Специальные автомобильные дороги.

К специальным автомобильным дорогам относятся дороги особой конструкции, сооружаемые в пустынях, таежных или болотистых местностях, в горах и в районах многолетнемерзлых пород. Различия географических условий определяют не только конструкции дорог, но и особенности работ, связанных с их со­оружением и эксплуатацией. Среди авто­мобильных дорог особого типа выделяют следующие: дороги на солончаках, такырах и песках; лежневые дороги; дороги на болотах; дороги в горах; дороги на многолетнемерзлых грунтах; снежно-ледяные дороги.

Дороги на солончаках. Солончаки - обширные по площади, плоские пониженные участки земной поверхности, затапливаемые в весенние месяцы паводковыми водами или характеризуемые высокими уровнями грунтовых вод.

Верхний слой солончаков в дождливый период из-за переувлажнения разжижается, а в засушливое время года, под образующейся на поверхности твердой корочкой, он сохраняется увлажненным. По степени влажности грунтов различают «сухие» и «мокрые» («соленые болота») солончаки.

Мокрые солончаки иногда в течение всего года являются непроезжими не только для автомобилей, но и для гусеничных тракторов.

Основным элементом дороги, прокладываемой на солончаках (рис. 2. 4), является насыпь высотой 0,8-1м. Возводят ее из местных засоленных грунтов, вынимаемых из разрабатываемых параллель­но трассе канав (выемок) глубиной 0,5-0,6м и шириной до 6м. Между подошвой насыпи и канавой оставляется берма шириной 1-1,5м. Так называемая горизонтальная площадка поверхности, разделяющая откос насыпи от откоса выемки. Верхний, наиболее засоленный слой грунта толщиной 0,1-0,2м перед возведением насыпи срезается. Во избежание дальнейшего засоления верхней части земляного полотна (за счет капиллярного поднятия солевых растворов) в насыпи на глубине 0,5м от верхней бровки устраивают своеобразный экран - гравийную прослойку толщиной не менее 0,1м. Прочие параметры дорожного полотна выбираются, как и для дорог обычного типа.

Рис. 2.4. Поперечный профиль дороги на солончаке.

1 – насыпь из засолённых грунтов; 2 – слой гравия (щебёнки).

Особенности сооружения земляного полотна на дорожной трассе в пределах мокрых солончаков заключаются в том, что в качестве материала для насыпи используются незаселенные грунты, часто песок. В процессе отсыпки грунта насыпь постепенно погружается в увлажненные слои солончака. При небольшой мощности (толщине) солончаков целесообразно погружение насыпи до твердого основания - подошвы (дна) солончака. В случае значительной мощности солончака насыпь, как правило, не достигает твердого основания, и при установлении минимальной высоты, следует учитывать дальнейшую ее осадку.

Дороги на такырах. Такыры - пониженные участки местности в пустынных местностях с гладкой очень плотной и твердой поверхностью, растрескивающейся в сухое время на полигональные плиты.

Весной такыры сначала превращаются в мелкие озера, а затем (до высыхания) в непроходимую топь. Если наземные транспортные трассы геологоразведочных организаций проходят по такырам, то бездорожная перевозка грузов и персонала возможна только в летнее время. Сооружение автомобильных дорог на такырах обеспечивает транспортные операции и в период распутицы. Оно заключается в устройстве насыпных трасс из грунта такыров. В летние месяцы сооружение насыпей связано со значительными трудностями отбойки и разрушения крепкого ссохшегося грунта, поэтому дорожные работы (отсыпка и профилирование насыпи) проводятся обычно зимой. Высота насыпи устанавливается с расчетом превышения дорожного полотна над уровнем паводковых вод. Для повышения надежности и сохранности дорожного полотна в весенние месяцы поперечные размеры насыпи несколько больше размеров насыпей земляного полотна обычных дорог.

Дороги на песках пустынных областей. Надежность автомобильных дорог, прокладываемых на песках (в пустынях или полупусты­нях, см. рис. 2.5.), зависит в основном от интенсивности заноса дороги пес­ком. Дорога, проложенная в песках без учета и реализации мероприятий по защите от заносов, обычно не обеспечивает нормальной эксплуатации автомобилей. Даже в течение одних суток, под действием ветра поперечный и продольный профили дороги, непрерывно засыпаемые песком, изменяются. Для уменьшения отрицательного влияния песчаных заносов на эксплуатационные характеристики дорог при выборе трасс необходимо выполнять следующее. Трассу проводить по поверхности существующих понижений и котловин, так как песок обычно выносится из них и откладывается на повышенных участках рельефа. Профиль трассы разбивать вдоль (а не поперек) имею­щихся форм рельефа, а на открытых участках располагать трассу перпендикулярно к направлению преобладающих ветров. Проводить дорогу на летний период по неглубоким сухим со­лончакам, такырам, галечникам, берегам рек.

Наиболее эффективное и простое средство против заносов - сооружение земляного полотна с поперечным профилем обтекаемой формы. При обычном поперечном профиле дороги (рис. 2.5а)за откосом насыпи земляного полотна в зоне завихрения откладывается песок. При поперечном профиле обтекаемой формы (см. рис. 2.5б)вихревой зоны не возникает.

Рис. 2.5. Поперечный профиль дороги в песках:

а- заносимый профиль; б - незаносимый профиль;

в- незаносимый профиль с водоотводами.

Условные обозначения:

R - радиус поверхности поперечного

профиля дороги; H - толщина дорожного полотна.

При возведении насыпи на такырах, когда вдоль дороги необходимо сооружение водоотводных канав, также устраивается обтекаемый поперечный профиль, при этом сопряжение такыра с насыпью должно быть плавным (см. рис. 2.5в).

Лежневые дороги.На участках трасс со слабыми грунтами и с высокой влажностью пород (грунтов) увеличение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик подъездных путей может быть достигну­то путем строительства лежневых дорог. Лежневая дорога состоит из поперечин (лежней) и продольных элементов - деревянных колесопроводов. Наиболее ответственная часть верхнего строения дороги это колесопроводы. Их изготавливают обычно из окантованных с двух сторон хлыстов (в некоторых случаях неотесанных и даже неошкуренных). Хлысты соединяются между собой штырями, скобами и просто врезаются в лежни и расклиниваются деревянными клиньями. Расстояние между лежнями составляет 1-1,5 и даже 2м в зависимости от конструкции дороги. При прокладке лежневых дорог почти полностью исключаются земляные работы, отпадает необходимость и в перевозке грунтов. Основной строительный материал - лес, получаемый в основном при расчистке трассы. Затраты труда и времени на сооружение лежневой дороги несколько выше, но строительная стоимость их невысока, а надежность и пропускная способность значительны. Сократить расходы на строительство дороги мож­но при использовании ленточного покрытия ЛД-5 (рис. 2.6.). Деревянное ленточное покрытие состоит из двух гибких лент, служащих колесопроводами. Каждая лента, имеющая длину 20м, собирается из отдельных щитов, соединенных между собой шарнирно.

Рис 2.6. Конструкция ленточного покрытия ЛД-5. 1 - деревянный щит;

2 - брусья из дерева;

3 - металлические хомуты.

Через каждые 20м между парами лент укладывают соединительный щит, фиксирующий ширину колеи (межколейное расстояние). Щиты разме­ром 132х700х1100мм состоят из четырех брусьев, соединенных между собой металлическими хомутами, на концах которых имеются кронштейны с отверстиями под соединительные пальцы. Масса одного щита примерно 60кг.

Дорога на болотах.Довольно часто, особенно около водных препятствий, автотракторные дороги геологоразведочных партий пересекают сильно увлажненные и заболоченные местности. Если обход заболоченных участков невозможен или нецелесообразен, то на них сооружают временные дороги, строительство которых связано с большими затратами труда и времени.

Болота, это участки избыточно увлажненной земной поверхности, покрытые слоем торфа мощностью более 0,3м. Возможность и сложность сооружения дороги в их пределах определяются типом болота. Существуют следующие типы болот: болота с торфяными залежами, располагающимися непосредст­венно на твердом минеральном дне; болота, у которых торфяные залежи локализуются на мягком основании, сложенном минеральными илами или сапропелями; болота с торфяными залежами, плавающими в воде или жидком иле.

Определение типа болота, предшествующее сооружению дороги, проводится с помощью бурения до появления твердого грунта. Обычно для этой цели применяют легкий (ручной) буровой комплект («бур геолога»).

Капитальные и усовершенствованные дороги на болотах сооружаются на прочных основаниях - насыпях, которые располагают на твёрдом (породном) дне болота. Временные дороги (см. рис. 2.7., 2.8., и 2.9.) облегченного типа, наиболее характерные для геологоразведочных партий, обычно сооружают на деревянных настилах, поверх которых насыпают небольшой слой породы (грунта).

Рис. 2.7.

Поперечный профиль дороги на болоте первого типа. 1- супесчаный, суглинистый грунт или гравий; 2 - слой торфа или мха;

3- слой хвороста или лапника; 4 - продольный лежень; 5 - насыпная обочина.

Рис. 2.8. Поперечный профиль дороги на болоте второго типа.

1- супесчаный грунт; 2- слой сухого торфа;

3- поперечный настил из накатника;

4 - продольный лежень; 5 - насыпная обочина.

Рис. 2.9.

Поперечный профиль дороги на болоте

третьего типа:

1- защитный слой грунта;

2 - сплошной поперечный настил; 3- уложенные сплошь лежни; 4 - насыпная обочина.

Основным элементом дороги является деревянный настил, воспринимающий на себя нагрузку и предотвращающий переувлажнение грунта верхнего строения дороги. Конструкция дорожного полотна может удерживаться на поверхности торфяного покрова в том случае, если напряжения (удельная нагрузка), возникающие в торфе под действием массы дороги и транспортных средств, будут меньше его предела прочности.

Дороги в горах.Основные транспортные средства геологоразведочных партий, осуществляющих поисковые и разведочные работы в горах, это автомобили и тракторы. Для обеспечения возможности эксплуатации автомобилей в горах прокладывают временные дороги или так называемые «черновые проезды». Трассу дороги выбирают с учетом допустимых углов подъема и радиусов закругления, обеспечения наибольшей безопасности и надежности перевозки грузов при минимальных объемах дорожных работ. К таким дорожным работам относятся следующие работы: укрепление проезжей части, выемка грунта и устройство насыпей, возведение защитных сооружений от осыпей, селевых потоков и лавин. На трассе горной дороги выделяют участки долин и перевалов. Долинные участки, прокладываемые по долинам рек, характеризуются сравнительно небольшими уклонами и значительным количеством поворотов, так как трасса в большинстве случаев проводится параллельно руслу реки. На перевальных участках или крутых склонах горная дорога характеризуется пре­дельными углами наклона. На рис. 2.10. представлена схема дорожной трассы в горах.

Рис. 2.10. Трасса дороги в горах.

Для соблюдения требований, предъявляемых к продольному профилю автомобильной дороги, трасса на пологом участке пути развивается в виде плавной кривой (участки 1, 2, …7), а на крутом склоне - в виде ломаной линии (серпантин, участки дороги 8, 9,…12). Поперечные профили горных дорог представлены на рис. 2.11. При больших углах склона горы насыпи и полунасыпи укрепляются банкетами из камня. Наиболее распространенный профиль дороги на долинных ходах это полувыемка.Полунасыпи возводят из грунта, получаемого из выемок или запасов (резервов). Помимо канав, для обеспечения сохранности насыпи в ней по необходимости сооружаются водопропускные устройства.

Рис. 2.11. Поперечные профили дорог в горах:

а - полувыемка;

б– полунасыпь.

В ряде случаев на склоне горы выше дороги устраивают простейшие сооружения для защиты от осыпи. Например, делают барьер из бревен или устанавливают щит (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Защитные сооружения против осыпей в горах.

На прямых участках до­роги, проходящей по косогорам с крутизнойболее 30°, проезжая часть дорога выполняется в виде односкатного профиля с наклоном в сторону горы равным двум градусам.Трассы временных дорог выбирают таким образом, чтобы по возможности избежать опасных участков.

Снежные и снежно-ледяные дороги.В северных районах страны одним из самых надежных и дешевых способов доставки грузов ав­томобилями и тракторами является перевозка их по снежным или снежно-ледяным дорогам. Использование зимних дорог особенно целесообразно на участках с переувлажненными и заболоченными грунтами, где организация перевозок в летний период сопряжена с большими трудностями. При геологоразведочных работах чаще ис­пользуют снежные и снежно-ледяные дороги, а при больших грузо­потоках необходимо сооружение ледяных дорог (автозимников). Дороги из уплотненного снега могут сооружаться двумя способами: уплотнением снега тонкими слоями и уплотнением слоями значительной толщины. Если дорогу планируется эксплуатировать в начале зимнего сезона, то снег уплотняют по мере его выпадения. Вначале снег уплотняется трактором за два-три прохода, а затем колесами автомобилей. На хорошо промерзших грунтах целесообразно уплотнять снег слоями 10-15см (если грунт не промерз, то толщина слоев не должна превышать 10см). При таком методе сооружения толщина покрытия дороги постепенно увеличиваемся, что позволяет использовать ее некоторое время и после начала оттепелей.

Снежно-ледяные дороги, характеризующиеся по сравнению со снежными дорогами более высокими эксплуатационными качествами, устраиваются с наступлением устойчивых морозов путем поливки дорожного полотна водой. Основанием дороги может служить земляное полотно, неуплотненный слой снега толщиной 3-5см или уплотненный снег любой толщины. Первоначально поверхность дороги поливают из цистерны, установленной на тракторных санях. Последующие поливки осуществляются автополивщиками. При первом поливе расход воды составляет около 50м³ на 1км дороги. За сезон на 1км дороги расходуется 150 - 200м³ воды.

Наиболее интенсивные, экономичные и долговременные автомобильные перевозки обеспечивают ледяные дороги. В северо-восточных районах страны автозимники, это транспортные трас­сы не только ведомственного, но и общего пользования. По продолжительности эксплуатации, автозимники делятся на регулярные, временные и зимники разового пользования. Регулярные автозимники возобновляются каждую зиму в течение ряда лет по одной и той же трассе. Временные автозимники используются в течение одного-двух сезонов. Автозимники разового пользования, используются для пропуска колонны автомобилей. По месту расположения, автозимники бывают сухопутные и ледовые, которые прокладывают по льду рек и озер.