Содержание к диссертации
Введение
1 Современный уровень применения противопучинных устройства железных дорогах 5
1.1 Причины пучинообразования на железнодорожном пути 5
1.1.1 Условия и характеристики пучения 5
1.1.2 Причины миграции влаги в промерзающих грунтах 7
1.2 Мероприятия по устранению пучинных деформаций 13
1.2.1 Врезные подушки 13
1.2.2 Применение асбестовых отходов в накладных и врезных подушках 15
1.2.3 Гидроизоляция основной площадки 18
1.2.4 Осушение пучин истого грунта 21
1.2.5 Теплоизоляционные покрытия 23
1.3 Борьба с пучинами на железных дорогах России 25
1.4 3арубежный опыт борьбы с пучинами 28
2 Анализ результатов борьбы с пучинными деформациями с помощью пенополистирола на западно-сибирской железной дороге 35
2.1 Характеристика участков укладки пенополистирола 35
2.2 Методика расчетного обоснования параметров теплоизоляции 37
2.3 Технология усиленного капитального ремонта пути с укладкой пенополистирола 41
3 Наблюдения за промерзанием теплоизолированных глинистых грунтов на опытных участках 45
3.1 Методика наблюдений 45
3.2Результаты наблюдений 50
4 Расчетное моделирование промерзлі іия подрельсового основания на персональном компьютере 58
4.1 Методика расчетов 58
4.1.1 Математическая основа моделирования 58
4.1.2 Определение расчетных величин теплофизических характеристик грунтов 59
4.1.3 Определение расчетных величин климатических параметров 61
4.1.4 Определение термического сопротивления теплообмену 62
4.1.5 Составление расчетной схемы 63
4.2Результаты расчетов 64
4.2.1 Моделирование процессов промерзания на ПК 32723+80,00 64
4.2.2 Исследование глубины промерзания подрельсового основания при различных сочетаниях природных факторов при помощи программы «Led-IA» 77
5 Предложения по примеіieiшю теплоизоляции для исключения пучинных деформаций пути в западной сибири 84
5.1 Назначение оптимальной толщины теплоизоляционных покрытий 84
5.2 Технологические требования по устройству покрытий 85
Заключение 86
Список использоваіiiіой литературы: 87
Приложения 94
- Мероприятия по устранению пучинных деформаций
- Методика расчетного обоснования параметров теплоизоляции
- Определение расчетных величин климатических параметров
- Технологические требования по устройству покрытий
Введение к работе
В последнее десятилетие значительно повысились требования к надежности земляного полотна. Это связано с увеличением массы и скорости движения поездов и особенно с учетом нового статуса железных дорог, который приобретает значение транспортных коридоров Север - Юг, Восток - Запад.
На дорогах, построенных в Сибири и на Востоке страны, значительный объем деформаций связан с промерзанием и лучением глинистых грунтов в теле насыпей и основании выемок. Это существенно ограничивает возможность укладки бесстыкового пути на этих участках, одним из условий применения которого является полное исключение болезней земляного полотна.
Начиная с 1960 г. в качестве мероприятий по борьбе с пучинами применяются теплоизоляционные покрытия. В частности, они уложены на объектах Западно-Сибирской, Красноярской и Забайкальской железных дорог.
Опыт проектирования и эксплуатации таких покрытий показал недостаточную изученность влияния современных видов пенополистирола на промерзание и пучение подрельсового основания, что сказывается при назначении размеров теплоизоляционных покрытий и определении условий их эффективного воздействия на температурный режим земляного полотна. Это приводит или к неоправданному завышению толщины пенополистирола и значительному удорожанию противопучинных мероприятий или к необоснованному снижению размеров теплоизоляции, при которых не гарантируется полное исключение пучин.
В данной работе этот вопрос исследуется с применением современных средств машинной математики и экспериментальных наблюдений на опытных участках применительно к условиям Западно-Сибирской железной дороги. Ее цель - установить резервы экономии объемов пенополистирола за счет его применения в сочетании с другими противопучинными покрытиями, уменьшающими не только глубину сезонного промерзания пучинистых грунтов, но и их влажность, что в совокупности способно полностью устранить пучинные деформации пути. Целью работы является оптимизация проектирования теплоизолирующих противопучинных устройств с обеспечением их эффективности при одновременном снижении затрат.
Мероприятия по устранению пучинных деформаций
Как было отмечено выше, пучинные деформации могут возникать при одновременном проявлении трёх условий: наличия пучинистых грунтов, высокой их влажности и промерзания. Исключение любого из этих условий исключает возможность образования пучин [14-21]. Так, замена пучинистых грунтов непучинистыми материалами осуществляется устройством врезных подушек, снижение влажности достигается качественной планировкой основной площадки, её гидроизоляцией или осушением грунта, а выведение глубины промерзания из зоны пучащегося грунта может быть реализовано увеличением толщины балластного слоя, размещением в нем накладной подушки из материала с низкими теплопроводными свойствами или теплоизоляционным покрытием. Ниже эти способы рассматриваются на примерах применения некоторых наиболее распространенных противопучинных мероприятий.
В качестве материала подушек чаще всего использовался котельный или доменный шлак, дренирующий песок или крупнообломочный грунт (гравий, галечник, щебень).При проведении исследований работы шлаковых подушек и изучении режима температуры земляного полотна на пучинах и участках равномерного пучения были установлены не только факты полного промерзания шлаковых подушек, но также и почти полная идентичность процесса промерзания и распределения изотерм в шлаковых подушках и на соседних незашлакованных участках земляного полотна. Эти наблюдения, проводившиеся на некоторых участках в течение ряда лет, принципиально изменяют установившиеся взгляды на работу шлаковых подушек и теплоизолирующие свойства шлака, уложенного в основной площадке земляного полотна.
Меньшее промерзание земляного полотна со шлаковой подушкой по сравнению с соседними участками наблюдалось только на насыпях, в выемках же глубина промерзания была почти одинакова.
Одинаковый характер промерзания земляного полотна со шлаковыми подушками и на соседних участках пути без них объясняется, с одной стороны, большой влажностью шлака, уложенного на основную площадку, а следовательно повышением коэффициента его теплопроводности по сравнению с сухим шлаком и различной интенсивностью выделения скрытой теплоты льдообразования (в шлаке меньше, чем в связанных грунтах), а с другой - наличием теплового потока из нижних слоев грунта в верхние, влияние которого больше сказывается на уменьшении скорости и глубины промерзания грунта, обладающего большей теплопроводностью, чем шлак.
Сказанное позволяет утверждать, что шлак на основной площадке земляного полотна, особенно в выемках, прикрытый слоем балласта толщиной 0,5м при его увлажнении, как термоизолирующий и дренирующий материал, не имеет значительного отличия от крупно- и ереднезернистого песка. Эти выводы подтверждаются выполненными расчетами выделения скрытой теплоты льдообразования и глубины промерзания по опытным участкам с исходными данными, взятыми из натурных наблюдений.
При применении шлаковых подушек пучины ликвидируются только в тех случаях, когда основная площадка земляного полотна под шлаковой подушкой сложена однородными фунтами. Когда же под шлаковой подушкой залегают неоднородные грунты или остаются углубления в основной площадке, заполненные песком, пучины полностью не ликвидируются. Величина пучин, однако, резко снижается, и образование их начинается только после того, как фронт промерзания опустится ниже шлаковой подушки.
Таким образом, эффективность шлаковых подушек следует объяснить не теплофизическими свойствами шлака, а планировкой поверхности основной площадки и ликвидацией имеющихся в ней углублений при устройстве шлаковой подушки.
Замена пучащегося грунта песком или крупнообломочным материалом довольно широко применялась при сооружении земляного полотна новых железнодорожных линий. Замена грунта производилась на полную глубину промерзания и, как правило, при устроенных сопряжениях полностью ликвидировала пучины. Исходя из причин образования пучин, толщина слоя заменяемого грунта может быть уменьшена и должна определяться так же, как и для шлаковых подушек, из условия создания однородной поверхности основной площадки земляного полотна.
Эффективность врезных подушек зависит от обоснованности назначения их глубины и длины сопряжений с соседними участками пути. При этом необходимо, чтобы длина сопряжения определялась по максимальной величине равномерного пучения и глубине промерзания, возможной за десятилетний период. С этой целью равномерное пучение hrip, замеренное в год обследования, должно корректироваться введением коэффициента КП)Ч для получения расчетной величины равномерного пучения hp. При этом в (15...20)% случаев фактически замеренное пучение может оказаться максимальным на данном участке. И тогда длина сопряжения будет завышенной. Однако на современном этапе изученности процесса пучения грунтов и существующих способах его измерений с этим следует мириться, так как в остальных (80...85)% случаев длины сопряжений будут определяться надежно. Устранение этого излишества возможно путем длительных систематических наблюдений на каждом из пучинных участков, однако экономически это не будет оправдано.
В современных условиях равномерное пучение на сети дорог редко превышает (40...50)мм.
Для обеспечения плавного перехода рельсовых нитей от одной величины пучения на участке подушки к другой на участках, смежных с ней, длина сопряжения С должна определяться из следующих выражений:а) при полном выведении пучинистых грунтов из зоны промерзания: t CMб) при неполной ликвидации пучения на участке расположения подушки:
Сопряжения не устраиваются в тех случаях, когда концы подушек доведены до участков пути, где пучение не происходит, а на длине подушки пучение полностью устранено. Если же концы подушек доведены до мест, где пучения нет, а на участке подушки пучение не полностью ликвидировано, то глубина подушек постепенно увеличивается до глубины промерзания.
Асбестовые отходы (асбоотходы) как балластный материал изучались НИИЖТом и рекомендовались к применению для ликвидации пучин [22, 23]. Исследования проводились также ДИИТом [24, 25], Уралпромстройниипроектом и другими институтами, где асбоотходы изучались как строительные материалы. Уральским отделением ЦНИИ МПС изучались свойства асбоотходов применительно к использованию их в проти вод еформационных конструкциях (противопучинных подушках) для оздоровления земляного полотна.Асбестовые отходы представляют собой отходы асбестового производства, остающиеся после дробления и извлечения горных пород минерального (сортового) асбестового волокна.
Действующие обогатительные фабрики комбинатов Ураласбест (Баженовское месторождение Свердловской области) и Кустанайасбест (Джетыгаринское месторождение Кустанайской области) ежегодно производили более 10 млн. т. асбоотходов и являлись основными их поставщиками [26].
Методика расчетного обоснования параметров теплоизоляции
Для разработки проектов ремонта пути в ГУП "Сибжелдорпроект" выполнено инженерно-геологическое обследование земляного полотна по «Программе инженерно-геологического обследования» в соответствии с требованиями действующих нормативных документов. Промер балласта производился на полную мощность с помощью проходки шурфов глубиной 1,5 м по оси пути через каждые 100 м. Из шурфов с шагом 300 м сделан отбор образцов грунта из-под балласта.
В результате выполненных работ составлены инженерно-геологические профили, на которых имеется полная информация о виде и толщине напластований балластных материалов на каждом пикете, о виде и состоянии грунтов земляного полотна и основания.
В техническом отчете об инженерно-геологических изысканиях приводится ведомость лабораторных определений физических свойств грунтов, куда включены все характеристики, необходимые для определения теплофизических свойств грунтов земляного полотна и основания. К этим характеристикам относятся:- естественная влажность We;- влажность на границе раскатывания WP и границе текучести WL;- число пластичности JP;- показатель текучести JL;- плотность в сухом состоянии pd;- коэффициент пористости е (плотность частиц грунта ps для расчета е принимают равной для песков 2,65 г/см3, для супесей 2,70 г/см3, для суглинков 2,71 г/см3, для глин 2,74 г/см3);- угол внутреннего трения р и сцепление с (оределены по [90], приложение I);- гранулометрический состав песчаных грунтов;- наименование грунта и определенные по этим характеристикам в соответствии со СНиП 2.02.01-83 [ПО] степень морозоопасности и относительное пучение при природной влажности, и при расчетной влажности равной 0,8 от влажности на границе текучести в соответствии сЦПИ-24[101].
На стадии разработки проекта производится подробный анализ продольного профиля и разбивка его на расчетные участки с одинаковыми условиями, к которым относятся: тип земляного полотна, вид и состояние (интенсивность пучения) грунтов земляного полотна и основания, характер напластований и мощность балластных материалов, величина проектной подъемки или срезки.
В зависимости от вида грунта, числа пластичности, плотности в сухом состоянии, естественной влажности и влажности на границе текучести по известным формулам или из нормативных источников определялись: коэффициент теплопроводности, объемная теплоемкость для талого и мерзлого состояний и теплота фазовых переходов для каждого грунта, которые необходимы для теплотехнических расчетов. Пример подготовки таких данных показан в приложении 3.
При усиленном капитальном ремонте пути верхний, как правило, асбестовый, слой балласта заменяется на щебень твердых пород, что может привести к значительному увеличению глубины промерзания и влажности глинистых фунтов земляного полотна, а значит и величины пучения. Рекомендуемая ЦПИ-24 [101] методика расчета толщины теплоизолирующих покрытий, не учитывает такого важного фактора, как наличие в балластном слое асбеста, что приводит к значительному увеличению объема пенополистирола. Поэтому, после первого неудачного опыта проектирования теплоизоляции на Называевской дистанции пути, в "Сибжелдорпроекте" была разработана и в дальнейшем широко применена методика прогнозирования водно-теплового режима земляного полотна, основанная на расчете теплового состояния сезоннопромерзающих фунтов при одномерной теплопередаче в системе атмосфера — теплоизоляция — фунт с образованием фаниц раздела фаз в отсутствие ми фации влаги. Алгоритм, реализующий метод решения системы дифференциальных уравнений теплопроводности применительно к расчету процессов промерзания и оттаивания фунтовых оснований, был впервые предложен к.т.н. Палькиным Ю.С. в 1966 году (№ госрегистрации 81004462) [102, 103J. В 1969-1975 гг. он прошел широкую апробацию при прогнозе теплового состояния проектируемых транспортных объектов: земляного полотна, зданий, мостов, водопропускных труб на железнодорожных линиях Сибири и Востока страны. В 1999г. в "Сибжелдорпроекте" по этому алгоритму была разработана программа «Led-IA», которая, благодаря инженеру института Г.Ф.Глинской, стала основой проектирования усиленного капитального ремонта пути на пучинных участках Западно-Сибирской железной дороги.
Программа позволяет определять температуры грунта на любой период промерзания при одномерном процессе теплопередачи в системе «атмосфера--теплоизоляция-грунт». Фактически температурное поле в земляном полотне формируется в результате двухмерного процесса теплопередачи с учетом горизонтальных теплопотоков. Однако, влияние этих теплопотоков существенно меньше, чем теплопередача по вертикали. Если при этом учесть, что точность воспроизведения n-мерного пространства в тепловых задачах должна соответствовать точности назначения исходной информации, которая принимается в практических расчетах с известной степенью приближения, правомерность применения одномерной схемы промерзания вполне оправдана.
Климатические параметры (среднемесячные значения: температуры, суммарной солнечной радиации, скорости ветра, влажности воздуха) принимаются в соответствии со СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" [ПО], соответствующим образом обрабатываются для получения приведенных температур и термического сопротивления теплообмену для рассматриваемой поверхности, в данном случае для верха балластной призмы. Приведенные температуры и термические сопротивления являются граничными условиями для расчета теплового состояния земляного полотна (см. приложение 2).
Имея всю исходную информацию, легко решается задача о глубине промерзания, и, соответственно, величине пучения любого подрельсового основания. Мощность пенополистирола, принятая к укладке, определена как уточненная расчетная с запасом на вдавливание щебня (1см) и кратная толщине поставляемого пенополистирола «Стиродур» типа RHS (40, 50, 60 мм). Результаты расчетов выдаются в табличной форме, где показаны: границы участков; вид, последовательность напластований и толщина балластных материалов, теплоизоляции, грунтов; глубина промерзания общая и глинистых грунтов; интенсивность пучения; величина пучения [111].
В настоящее время анализ существующего и прогноз послеремонтного водно-теплового режима земляного полотна на Западно-Сибирской железной дороге производится по описанной выше методике.
В 1999 г. кафедрой «Путь и путевое хозяйство» СГУПС под руководством профессора Щепотина Г,К. были выполнены инструментальные наблюдения за опытными участками, на которых были уложены покрытия из пенополистирола [112-115]. Сравнение результатов натурных исследований глубины промерзания любого подрельсового основания с расчетными показало хорошее совпадение расчетных и фактических данных. В частности, по измерениям на Иазываевской дистанции пути [115, бэтап] расходимость натурных измерений с расчетными составила 11%.
Определение расчетных величин климатических параметров
После заполнения таблицы теплофизических характеристик (приложение 3) заполняется таблица климатических параметров (приложение 2), в которой производится подсчет приведенных температур и термического сопротивления теплообмена для основной площадки, окружающей территории и откосов земляного полотна.Приведенной температурой является температура воздуха с учетом поправок на радиационный теплообмен и затрат тепла на испарение влаги.
Рассмотрим характеристики радиационного баланса и его составляющих.Прямая солнечная радиация (J0) - солнечная радиация, поступающая на деятельную поверхность в виде пучка параллельных лучей, исходящих непосредственно от диска солнца.Рассеянная радиация (D0) - часть солнечной радиации, поступающей на земную поверхность со всех точек небесного свода после рассеивания в атмосфере.
Суммарная радиация (Qc) — общий приход солнечной радиации на горизонтальную поверхность, состоящий из прямой и рассеянной радиации.
Поступающая солнечная радиация на поверхности земли перераспределяется следующим образом: часть ее отражается от земной поверхности в атмосферу - (отраженная коротковолновая радиация J), остальная часть поглощается земной поверхностью (поглощенная коротковолновая радиация В ).BK = Qc-J. (4.11)
Отражательная способность (альбедо) представляет собой отношение количества радиации, отраженной от данной поверхности по всем направлениям, к количеству всей падающей на эту поверхность радиации и зависит от состояния, физических свойств, цвета, угла падения и направления падающего потока радиации. состояния, физических свойств, цвета, угла падения и направления падающего потока радиации.
Вместе с коротковолновой радиацией к земной поверхности поступает длинноволновое излучение атмосферы (встречное излучение) Е„о- В свою очередь земная поверхность излучает длинноволновую радиацию соответственно своей температуре (собственное излучение) Е3.
Эффективное излучение (Е3ф) — разность собственного излучения земной поверхности и излучения атмосферы.В каждый момент времени на земной поверхности осуществляется приход - расход лучистой энергии.
Алгебраическая сумма приходных и расходных составляющих солнечной радиации называется радиационным балансом (R), уравнение которого в общем виде записывается так:Подсчет приведенной температуры (tMP) производится по формуле:где t — среднемесячная температура воздуха по данным наблюдений на метеостанциях за период не менее 10 лет; AtR — поправка к среднемесячным температурам воздуха за счетсолнечной радиации; AtE — поправка к среднемесячным температурам воздуха за счет испарения влаги. Для периода отрицательных температур воздуха поправки могут не учитываться.
Снег за счет малой теплопроводности предохраняет грунт от потерь тепла в зимний период, уменьшая при этом глубину промерзания. Весной, благодаря высокой отражательной способности, снег уменьшает количество приходящей к поверхности грунта солнечной радиации, действуя охлаждающе на грунт. В годовом цикле, вследствие большой длительности зимы и короткого периода снеготаяния, снег повышает температуру грунта, по сравнению с оголенными участками.
Термическое сопротивление снега зависит от высоты снежного покрова и его плотности.Плотность снега — отношение объема воды, образующееся при таянии определенного количества снега, к объему этого снега до таяния.Зная толщину снежного покрова и его плотность, можно определить величину термического сопротивления снега по формуле:
Термическое сопротивление теплообмену на поверхности грунта:где а - коэффициент теплообмена; - термическое сопротивление теплообмену искусственныхпокрытий (изоляций). Определение толщины снежного покрова и его плотности производится только для окружающей территории и откосов насыпи. Основная площадка предполагается очищенной от снега.
При составлении расчетной схемы необходимо учитывать следующие условия:І.При разбивке рассматриваемой области на блоки желательно совпадение границ блоков с точками перелома поперечного профиля, как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях.2. Границы блоков должны совпадать с границами фунтов, имеющих разные теплофизические свойства, как в основании земляного полотна, так и в элементах его конструкции.3. Центр последнего горизонтального ряда блоков фунтов основания должен находиться на глубине нулевых годовых амплитуд температуры фунтов.4. Для построения изотерм температурного поля в деятельном слое необходимо уменьшать размеры горизонтальных рядов блоков до 0,5... 0,8 м.5. Разбивка на более мелкие блоки.6. Границы блоков должны быть параллельны осям координат. Горизонтальные ряды блоков расчетной схемы нумеруются сверху вниз. Вертикальные ряды блоков расчетной схемы нумеруются слева направо. Начало координат должно находиться на вертикали, ограничивающей крайний левый блок, и горизонтали, совпадающей с верхним контуром поперечного профиля.
Технологические требования по устройству покрытий
Еще одним резервом снижения объема теплоизоляции является его сочетание с геотекстилем: в этом случае влажность пучинистого грунта под балластными отложениями не превысит влажности на границе раскатывания Wp, что исключает возможность появления коренных пучин.
Наиболее эффективной представляется противопучинная конструкция подрельсового основания, состоящая из щебеночной балластной призмы толщиной 0,5 м, отсыпанной по слою асбестовых отходов толщиной 0,2 м, под который уложен пенополистирол толщиной (h-2) см, подстилаемый покрытием из геотекстиля «Комитекс» марки Геоком ДТМ - 360 с поверхностной плотностью не менее 360 г/ см .
Применение именно этой марки геотекстильного материала обосновано испытаниями, проведенными на кафедре «Путь и путевое хозяйство» Сибирского Государственного Университета Путей Сообщения и показавшими его практическую водонепроницаемость. На участках пути с неравномерными пучинами высотой (20 ... 25)мм рекомендуется укладка пенополистирола толщиной (4...6) см (по расчету) с щебеночным балластом толщиной 0,5 м.
При высоте пучинных горбов менее 20 мм их ликвидация может быть достигнута укладкой пенополистирола толщиной 4см при нормативной толщине балластной призмы.На участках равномерного пучения высотой до 10 мм, подготавливаемых к укладке бесстыкового пути, деформации исключаются укладкой геотекстиля «Комитекс С - 1».
Данные рекомендации существенно снижают объемы использования пенополистирола, толщина которого на большом протяжении пучинистых участков составляла до недавнего времени (10 ... 15) см. Проведенные нами исследования показали, что даже в отсутствие слоя асбестовых отходов эти цифры завышены, так как они назначались из условия полного выведения глубины промерзания из зоны пучащегося грунта. Между тем, промерзание этого грунта на глубину (0,2 ... 0,3) м вполне допустимо, так как оно может произойти лишь в марте — апреле, когда миграция влаги из талого слоя к ледяным линзам не возможна, а значит отсутствуют предпосылки к росту пучинных горбов.
Требуемая эффективность использования пенополистирола достигается соблюдением следующих условий:1. Тщательная подготовка дна вырезки с уклоном в сторону откоса не менее чем 40 %о и удаление с его поверхности частиц щебня. При этом необходим контроль качества планирования поверхности, чтобы не было местных углублений и резкого изменения уклона планирования, могущих вызвать излом уложенных плит.2. Обеспечение ширины вырезки не менее, чем (4,7 ... 5,2) м для укладки плит пенополистирола длиной (4,5 ... 5,0) м в зависимости от суммы морозоградусосуток П (см. табл. 11), с обязательной засыпкой торцов пенополистирола, для исключения их повреждения.3. Устройство сопряжений по краям теплоизолируемого участка (см. раздел2.2) путем раскладки плит пенополистирола с просветами между ними от0,05 до 0,50 м на длине:где Рр,п.— величина допускаемого пучения (10 ... 20) мм;ідоп. - допускаемые уклоны отвода пути, равные (0,5...1,0)%о в зависимости от скорости движения.4. Надлежащая культура производства работ при стыковке плит между собой,чтобы не было зазоров и излома плит пенополистирола. На участках сопряжения требуется фиксация плит и их покрытие балластом во избежание смещения относительно проектного положения. За выполнением данных требований необходим визуальный контроль с составлением акта скрытых работ. 1. Анализ современного уровня применения теплоизоляционных покрытий на пучинистых участках железнодорожного пути выявил следующие возможности повышения их эффективности и экономичности: а) при назначении толщины теплоизоляции руководствуются критерием полного выведения границы промерзания из пучинистого слоя грунта, не принимая во внимание установленное экспериментально наличие активной зоны пучиния, толщина которой составляет 2/3 от полной глубины сезонного промерзания; б) применяемый в мировой практике в качестве теплоизоляции экструдированный пенополистирол обладает не только тепло-, но и гидроизоляционными свойствами, уменьшая при его качественной укладке количество атмосферной воды, фильтрующейся в подстилающие слои грунта, а значит уменьшая его влажность и снижая опасность пучения; в) при проектировании и проведении капитальных ремонтов пути получила практику сплошная вырезка асбестового балласта и замена его щебнем, что во многих случаях привело к возникновению пучинных деформаций там, где прежде они не фиксировались, в то время как сохранение небольшой толщины асбестовых отходов, обладающих низкой теплопроводностью и хорошими противофильтрационными свойствами, способствует снижению опасности возникновения пучинных деформаций. 2. Проведенные исследования показали, что эффективность применения пенополистирола может быть значительно повышена с одновременным снижением объемов его укладки при дифференцированном применении противопучинных устройств в зависимости от величины пучинных деформаций. С этой целью предложены четыре противопучинных конструкции при различном сочетании материалов: плит пенополистирола, геотекстильного покрытия и асбестовых отходов. Сформулированы рекомендации по технологии укладки и соблюдению условий их наибольшей эффективности. 3. Требуемая толщина пенополистирола устанавливается теплотехническим расчётом глубины промерзания на ПК по алгоритму «Лед-1 А», для чего его ориентировачная величина вычисляется по предложенной эмпирической формуле с учётом возможности промерзания пучинистого слоя фунта на толщину 0,2...0,3 м, при котором из-за низкого градиента температуры грунта в марте-апреле не происходит миграция влаги к ледяным линзам, а значит исключается возможность пучения. Учёт сделанных предложений в фунтовых и климатических условиях Западной-Сибири позволяет в большенстве случаев укладывать пенополистирол толщиной 6...8 см (а в сочетании с геотекстилем — 4...5 см) вместо 12... 15 см, как практиковалось ранее, что позволяет почти в два раза снизить объём и стоимость теплоизоляции пучинистых участков железнодорожного пути.
