Поперечные профили земляного полотна

 

Поперечный профиль земляного полотна и его основные элементы

Назначение и типы земляного полотна

 

земляное полотно – это комплекс инженерных сооружений, которые служат основанием для верхнего строения пути и предназначены для обеспечения устойчивости пути, а также защиты от атмосферных и грунтовых вод. Земляное полотно должно быть прочным долговечным и устойчивым.

Местность, по которой проходит участок железной дороги, характеризуется рельефом и естественным уклоном. Земляное полотно предназначено для выравнивания неровностей местностей при строительстве железных дорог. В поперечном сечении земляное полотно может представлять собой (рис. 2.1):

- насыпь – если основная площадка земляного полотна проходит выше земной поверхности;

- выемку – если основная площадка расположена ниже поверхности земли;

- полунасыпь – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – выше нее;

- полувыемку – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – ниже нее;

- полунасыпь-полувыемку – если основная площадка с одной стороны выше уровня земли, а с другой – ниже;

- нулевое место – место, где насыпи переходят в выемки или наоборот, а основная площадка расположена на уровне земли.

 

Рис. 2.1. Типы поперечного профиля земляного полотна

а) насыпь; б) выемка; в) полунасыпь; г) полувыемка;

д) полунасыпь-полувыемка; е) нулевое место

 

 

Поперечные профили земляного полотна

 

Поперечным профилем называется сечение земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси. Все поперечные профили подразделяются на типовые и индивидуальные.

Типовые профили бывают нормальные, применяемые повсеместно, и специальные, которые применяются в районах вечной мерзлоты. По индивидуальным профилям сооружают, например, высокие (более 12 м) насыпи и глубокие (более 12 м) выемки.

Размер и форма поперечных профилей земляного полотна принимаются в зависимости от числа путей, разности отметок поверхности земли и оси пути, характеристики грунта, поперечного уклона местности и категории железнодорожной линии.

Общими основными элементами любого земляного полотна являются основная площадка, откосы, водоотводные (резервы, кюветы, забанкетные и нагорные канавы, банкеты, кавальеры) и укрепительные устройства (рис. 2.2, 2.3).

 

 

 

Рис. 2.2. Поперечный профиль насыпи ее элементы

 

Рис. 2.3. Поперечный профиль выемки и ее элементы

 

Размеры всех элементов поперечного профиля земляного полотна приведены в приложении 4.

 

Основная площадка предназначена для укладки на нее верхнего строения пути и представляет собой верхнюю площадку земляного полотна.

Форма основной площадки зависит от количества укладываемых путей и от типа грунта, из которого сооружается земляное полотно. При использовании дренирующих, скальных и песчаных грунтов при любом количестве путей основная площадка будет горизонтальной. При использовании недренирующих грунтов для отвода воды сооружается сливная призма. Если участок однопутный, то основная площадка имеет форму трапеции высотой 0,15 м и шириной верхнего основания 2,3 м. Если на участке два пути и более, основная площадка сооружается в форме треугольника высотой 0,2 м; при этом необходимо соблюдать правильное междупутье (рис. 2.4).

Междупутьем называется расстояние между осями соседних путей. На прямом двухпутном участке перегона междупутье должно составлять не менее 4,1; при трех и четырех путях расстояние между осями второго и третьего пути – не менее 5 м.

Расстояние между осями главных и приемо-отправочных путей на станции на прямом участке пути составляет 5,3 м. В отдельных случаях допускается уменьшать это расстояние до 4,8 м, а между главными путями при расположении их сбоку от приемо-отправочных – до 4,1 м.

 

Ширина основной площадки (b) зависит от:

- ширины рельсовой колеи,

- числа путей,

- ширины балластной призмы,

- ширины обочин (частей основной площадки, свободных от балластного слоя).

 

а)	б)
в)	г)

 

Рис. 2.4. Форма основной площадки при дренирующих и скальных грунтах (а – для однопутной, б – для двух- и многопутных линий); при недренирующих грунтах (в – для однопутной, г - для двух- и многопутных линий)

 

Таблица 2.1

Ширина основной площадки земляного полотна главного пути однопутных железных дорог на прямых участках, м

Категория линии	Грунты
глинистые, недренирующие (мелкие и пылеватые) пески	скальные, крупнообломочные и песчаные дренирующие
I	7,6	6,6
II	7,6	6,6
III	7,3	6,4
IV	6,2	7,1

 

Ширина основной площадки земляного полотна на двухпутных и многопутных линиях на прямых участках пути складывается из ширин междупутий и расстояний от осей крайних путей до бровки земляного полотна. Расстояние до бровки зависит от категории линии и типа грунта и составляет на прямом участке пути не менее половины ширины земляного полотна, указанного в табл. 2.1.

На кривых участках ширина основной площадки больше, чем на прямых в связи с укладкой наружной рельсовой нитки выше внутренней путем подсыпки под нее более толстого слоя балласта (табл. 2.2), а также в связи с увеличением расстояния между осями соседних путей двухпутных участков (табл. 2.3).

 

Таблица 2.2

Уширение земляного полотна в кривых участках пути с наружной стороны

Категория линии	Радиус кривой, м	Уширение, м
I - III	3000 и более	0,2
2500-1800	0,3
1500-700	0,4
600 и менее	0,5
IV-V	2000 и более	-
1800-1200	0,1
1000-700	0,2
600 и менее	0,3

 

Таблица 2.3

Проектные нормы увеличения горизонтальных расстояний между осями путей в кривых общей сети железных дорог (на перегонах)

Радиус кривой, м	Увеличение горизонтальных расстояний между осями путей, мм

 

Крутизна откосов зависит от высоты насыпи или глубины выемки и типа грунта; принимается по табл. 2.4 и 2.5.

Уклон местности или крутизна откосов может обозначаться:

- как соотношение двух чисел (например, 1:1,5);

- в процентах;

- в промилле;

- как дробное число (например, 0,02).

Если уклон задан соотношением двух чисел, то искомая линия будет параллельна гипотенузе прямоугольного треугольника, вертикальный катет которого равен первому числу, а горизонтальный – второму. При этом единица измерения длины заданных катетов выбирается произвольно (мм, см, дм, м и т.д.)

Если уклон задан в процентах или промилле, то вертикальный катет равен указанной величине процентов или промилле, а горизонтальный – 100 или 1000 соответственно.

Если уклон выражен дробным числом, то значение уклона переводится в промилле путем умножения на 1000. Например: 0,02=0,02*1000‰= 20‰ (или 2%).

 

Таблица 2.3 - Крутизна откосов насыпи

 

Тип грунта	Крутизна откосов при высоте насыпи
до 6 м	до 12 м
в верхней части до 6 м	в нижней части от 6 до 12 м
Скальный из слабовыветривающихся пород; галечный, гравийный щебенистый и древесный грунты; песок гравелистый, крупный и средней крупности; шлак металлургический	1:1,5	1:1,5	1:1,5
Песок мелкий и пылеватый; грунты глинистые, в т.ч. лессы и лессовидные суглинки	1:1,5	1:1,5	1:1,75
Пылеватые грунты в районах избыточного увлажнения, одноразмерные мелкие пески	1:1,75	1:1,75	1:2
Песок мелкий барханный в условиях засушливого климата	1:2	1:2	1:2

 

Таблица 2.4 - Крутизна откосов выемки

 

Тип грунта	Высота откосов, м	Крутизна откосов
Скальные:
слабовыветривающиеся		1:0,2
легковыветривающиеся		1:0,2
не размягчамые		1:0,5 – 1:1,5
размягчаемые	до 6	1:1
	от 6 до 12	1:1,5
Крупнообломочные, песчаные и глинистые однородные, в т.ч. лессовидные, твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции		1:1,5
Пески мелкие и барханные		1:1
	от 2 до 12	1:1,75
Лесс:
в районах с засушливым климатом		1:0,1 – 1:0,5
вне районов с засушливым климатом		1:0,5 – 1:1,5

 

Ширина бермы на прямых участках пути устанавливается не менее 3 м, а на однопутной линии со стороны будущего второго пути – не менее 8 м (ширина бермы плюс ширина проектного междупутья). Берма должна иметь уклон 0,02-0,04 в сторону от земляного полотна.

Нормы проектирования элементов земляного полотна подробно представлены в приложении 5.