книги из ГПНТБ / Поляков А.В. Водоотвод и дренаж на аэродромах

А. В. ПОЛЯКОВ

629.137.9 П 542

ВОДООТВОД И ДРЕНАЖ НА АЭРОДРОМАХ

ЛВИКА

н.Л Ф .Можайского

лен и н гра д с к а я в о ен н а я и н ж ен ерн а я к расн о зн а м ен н а я

АКАДЕМИЯ имени А. Ф. МОЖАЙСКОГО

Ленинград— 1966

УДК 625.712.65(075.8)

s b s t t

T f m

/14

54044

3

ОТ ШОРА .

В настоящей книге изложены вопросы проектирования водоот­ водных и дренажных систем на аэродромах. В книге рассмотрены общ е положения о проектировании водоотводных и дренажных си­

стем, принципы расположения систем в плане и профиле, гидрав­

лические расчеты систем, конструкции элементов систем и рас­

чет конструкций элементов систем на прочность.

Внастоящее время многогранные вопросы проектирования во­

доотвода и дренажа прочно вошли в практику аэродромного строи­

тельства. Проект водоотвода и дренажа является неотъемлемой частью общего проекта на строительство аэродрома. Сбылись сло­ ва одного из первых консультантов в этой области, известного

гидравлика, академика Н.Н.Павловского, который в 1924 году при консультации водоотводных и дренажных мероприятий на аэродроме (г.Ленинград) говорил, что " . . . вопрос о гидрологии аэродромов

следовало бы вообще поставить в повестку дня наших научно-ис­ следовательских институтов ...п[зо[. С тех пор наукой и прак­

тикой достигнуты большие успехи в этой отрасли знаний.

Влитературе в настоящее время отсутствует систематическое

ина современном уровне изложение вопросов водоотвода и дрена­

жа на аэродромах. Имеющиеся книги дли недостаточно полны, или

взначительной мере устарели.

Попыткой устранения указанного недостатка в литературе

является настоящая книга.

При написании книги использованы современные данные научно-

исследовательских учреждений и проектных организаций, данные практики отечественного и зарубежного строительства аэродро­

мов, учтены результаты работ отдельных исследователей. В книге

также нашли широкое отражение результаты многолетних исследо­ ваний автора в данной области (в главах У, П , УП, УШ и д р .) .

Книга рассчитана на слушателей академии и других учащихся

по специальности "Строительство аэродромов", а также может слу­ жить пособием для инженеров.

5

нием их увлажнения, определяются несущая способность и деформа­

ции грунтов, т .е . способность грунтов работать под нагрузками. От степени увлажнения грунтов зависят, таким образе», проходи­ мость грунтовых летных полос самолетами и прочность грунтов в основаниях покрытий. Величина влажности грунтов предопределяет глубину колей на грунтовом летном поле и деформативную способ­ ность грунтовых оснований покрытий.

Сопротивление грунтов нагрузкам (на задерненных и незадер­ ненных грунтах) уменьшается с увеличением влажности грунтов, т .е . с увеличением влажности падает несущая способность грун­

товых летных полос и оснований покрытий. Увеличение влажности

приводит к увеличению деформаций грунтов. Принципиальный ха­

рактер кривых зависимости несущей способности задерненных грун­

товых поверхностей от влажности показан на рис.1.

Из рис.1 видно, что глинистая дернина при прочих равных

условиях прочнее, чем песчаная, однако с увеличением влажности

ее несущая способность ( т .е . сопротивление вдавливанию колес

самолета, автомашин и т .д .) непрерывно падает. Песчаная дер­

нина при некотором увлажнении имеет увеличение прочности, но

затем, как и для глинистой, наступает неизменное уменьшение

6

ее несущей способности. Лучшими в эксплуатационном отношении

являются суглинистые дернины. Сопротивления вдавливанию различ­ ных дернин в зависимости от влажности колеблются приблизитель­

но от 40 до 3 кг/см^ и менее.

Влажность от полной благовмкости 6 %

Рис.1. Характер кривых несущей способности (сопротивления вдавливанию штампа) в зависимости от влажности:

I - глинистая дернина; 2 - песчаная дернина

В течение годового цикла несущая способность грунтов на летном поле в соответствии с изменением влажности изменяется в большом диапазоне. Значительные увеличения влажности грун­ тов и потеря ими несущей способности имеют место в весеннее и осеннее время: в весеннее - в период снеготаяния и оттаивания

грунтов, а в осеннее - в период продолжительного выпадения дож­

дей. В эти периоды, именуемые “распутицами", работа с грунто­ вых летных полос на некоторое время становится невозможной, а грунтовые основания покрытий в период оттаивания грунтов вес­

ной имеют минимальную несущую способность. Значительное умень­

шение несущей способности грунтовых летных полос возможно так­

же и в летнее время, в периоды интенсивного выпадения дождей. Наибольшую прочность грунты имеют зимой (в мерзлом состоянии)

7

и в летнее сухое время года. Характер кривых изменения влажно­ сти и несущей способности грунтов для северных и центральных

районов СССР в годовом цикле показан на рис.2.

М е с я ц ы

_ . Рис.2. Характер кривых изменения:

I - влажности; 2 - несущей способности грунтов для северных

центральных районов СССР в течение года

Рассматривая рис.2, следует иметь в виду, что, кроме об­

щего хода изменения влажности грунтов в годовом цикле, сущест­ венные увеличения влажности грунтов могут наступить, кроме то­

го , в отдельные дождливые промежутки времени, в периоды поло­

жительных температур.

В целом в естественных условиях водный режим грунтов из­ меняется в очень больших пределах.

Допустимая влажность грунтов на грунтовых летных полосах

может быть указана исходя из условий несущей способности и до­

пустимой деформации поверхности полос, а также из условий обеспечения нормального роста дернообразующих трав. По усло­ виям сопротивляемости и деформируемости грунтов нагрузкам для аэродромов считается допустимым максимальный предел влажности грунтов 60-80% от полной влагоемкости. По условиям роста дернообразувщих трав допустима максимальная влажность не более 60-80% от полной влагоемкости, а минимальная 15-30%. Избыток

и недостаток влаги в грунтах вредны для растений. В общем слу­

чае на грунтовых летных полосах максимальная влажность грунтов

не должна быть выше 60-80% от полной влагоемкости. Влажность грунтов в основаниях покрытий также не должна

быть высокой. Потеря прочности основаниями и последующее раз­

8

рушение покрытий происходит главным образом вследствие воздей­

ствия влаги на грунты. Избыточное увлажнение оснований при со­ ответствующих температурных и грунтовых условиях приводит к образованию льда в грунте, что вызывает взбугривание, или пу*- чение грунтов и деформации покрытий. Влажность грунтов осно­

ваний, так же как и влажность грунтовых летных полос, должна быть выдержана в течение года в определенных пределах. Только

в этом случае прочность и устойчивость грунтовых оснований бу­

дет стабильной в течение года, что обеспечит нормальную рабо­ ту покрытий, их сохранность и долговечность. Схема изменения

влажности, несущей способности и глубины промерзания грунто­

вого основания для северных и центральных районов в годовом цикле приведена на рис.З.

Рис.З. Схема изменения:

I - влажности; 2 - несущей способности; 3 - глубины про­ мерзания грунтового основания в течение годового цикла

Грунтовые основания покрытий, расположенные в насыпи или

иногда в выемке, имеют свой водно-тепловой режим, в какой-то

мере отличающийся от водно-теплового режима прилегающей мест­ ности. Однако в общем и целом водно-тепловой режим грунтовых оснований подчиняется общим закономерностям изменения влажно­ сти и температуры, свойственным данному географическому райо­

ну. Прилегающий к земной поверхности слой воздуха и верхние

9

слои грунта находятся в состоянии постоянного и взаимного вла- го-и теплообмена.

Водный режим грунтов на грунтовых летных полосах и в осно­ ваниях покрытий изменяется за определенные промежутки времени

согласно уравнению водного баланса

Б различные времена года соотношение между элементами, входящими в уравнение водного баланса, изменяется. На измене­

ние соотношений между элементами оказывают влияние природные

факторы. К изменению указанных соотношений в нужную сторону на правлены и инженерные мероприятия, проводимые на летном поле. Во всех случаях основным источником воды в грунтах являются

атмосферные осадки (в жидком и твердом виде). Атмосферные осад

ки, выпадая на поверхность земли, образуют поверхностные воды, а просачиваясь в грунт, - грунтовые воды. Грунтовые воды с вре

скопическую) и 3) свободную. Приведем некоторые краткие сведе­

инженерной точки зрения .не обусловливает, а поэтому и ее изу­

чение не представляемся? необходимым.