Путь железных дорог США - Уменьшение доступа воды к земляному полотну

Вода может попадать в земляное полотно, как выше отмечалось, при выпадении дождей, таянии снега, а также снизу за счет капиллярного поднятия. Количество воды, попадающей в земляное полотно, может быть уменьшено методами обычной планировки поверхности и устройства под кюветного дренажа (см. следующие разделы). Выбор нестандартных методов водоотвода здесь рассматривается в общих чертах с точки зрения уменьшения количества воды, достигающей земляного полотна, в результате быстрого ее отвода.
Водоотвод, устройство кюветов или подкюветных дренажей признаны основными способами улучшения стабильности земляного полотна. Но эффективность улучшенного водоотвода нельзя предсказать заранее, даже если исследованы пробные шурфы или образцы грунта. Это связано с тем, что эффективность попыток осушения пути будет в основном зависеть от того, являются ли грунты земляного полотна водопроницаемыми или нет. С другой стороны, грунты земляного полотна могут осушаться через очень тонкие слои водопроницаемых грунтов, обнаружить которые сложно.
Если земляное полотно водопроницаемо, балластные карманы не будут образовываться. В этом случае продольные канавы и поперечные прорези будут эффективны до тех пор, пока в них смогут попадать фильтрующиеся воды. Если же земляное полотно водонепроницаемо, то обычно в нем образуются балластные карманы, и устройство подкюветного дренажа будет малоэффективно, так как грунтовая вода будет течь в таких условиях очень медленно.
Добавление в течение года небольшого количества воды в каждом кармане будет насыщать земляное полотно водой. Так как отдельные балластные карманы не всегда взаимосвязаны, дренаж для получения эффективных результатов должен проходить через самую низкую точку в каждом отдельном кармане. С учетом этого можно использовать различные способы водоотвода.
Песчаные прорези для удаления воды можно сделать не на обочинах пути, а под концами каждой шпалы. При этом нельзя надеяться, что таким образом будет удалена вся вода из карманов. Экраны их песчаных прорезей часто забиваются глиной, поэтому для осушения основной площадки земляного полотна они эффективны в течение ограниченного времени.
Рыхлитель обочин на железнодорожном ходу разрушает водонепроницаемые гребни, образованные глиной, что дает возможность вытекать свободной воде. Глина удаляется. Получаемый эффект носит временный характер, так как остатки влаги в балластных карманах и трещинах в грунте вновь изолируются под воздействием поездных нагрузок. Выгода осязаемая, но временная.
Иногда обочины срезаются на глубину ниже, основания водонасыщенных карманов и заполняются чистым зернистым материалом, который позволяет свободной воде вытекать из карманов. Но, в связи с тем что самая глубокая часть кармана расположена точно в подрельсовом сечении, некоторое количество воды остается и ее воздействие на размягчение глинистых грунтов основной площадки продолжается.
Поддерживающая обочина из прочного водопроницаемого материала удерживает глину, обеспечивая тем самым некоторую постоянную выгоду — стабильность пути. Материал, заполняющий обочину, должен быть хорошо уплотнен для получения такого эффекта.
Вертикальный дренаж для стабилизации мягкой постели может быть эффективен в единственном случае, когда в основании лежат водопроницаемые слои и гидростатическое давление в них ниже, чем в земляном полотне. В этом случае вертикальные скважины можно пробурить на небольшом расстоянии друг от друга через балласт до водопроницаемого слоя и заполнить хорошо дренирующим песком. Балластный материал нельзя использовать в качестве заполнителя — засоряясь, он теряет дренирующие свойства. Полная реконструкция пути — единственный экономичный способ уменьшения доступа воды в основную площадку снизу при капиллярном поднятии. Поверхностные канавы и подкюветные дренажи, понижающие уровень воды под путем, уменьшают высоту капиллярного подъема.
Для быстрого удаления воды на существующем пути нужно уложить гидроизоляцию в процессе подъемки, срезки или при вырезке балласта. В связи с большой стоимостью эта операция единственно оправдана на участках пути, где балластные карманы уже образовались, земляное полотно ослаблено на значительной глубине и вырезать балласт невозможно или неэкономично.
Гидроизоляция должна быть водонепроницаемой, без проколов, разрывов или трещин под воздействием поездных нагрузок, деформаций основной площадки земляного полотна и при значительных изменениях температуры. Поэтому нужно тщательно подбирать гидроизоляционный материал и способ его укладки. Можно для этих целей использовать широкие полосы тяжелого полиэтилена, неопрена и поливинилхлорида, пригоден также маслостойкий поливинилхлорид.