ГЛАВА II
ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО
§ 3. НАЗНАЧЕНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
Железнодорожный путь состоит из трех основных частей: земляного полотна, искусственных сооружений и верхнего строения. Здесь рассматривается одна из этих частей железнодорожного пути — земляное полотно.
Поверхность земли обычно имеет неровности. При строительстве железной дороги они выравниваются посредством срезки земли в одних местах и подсыпки ее в других. Земляное полотно представляет собой совокупность сооружений, преимущественно из грунта, образующихся при выравнивании полосы земли. К этим сооружениям, составляющим земляное полотно железнодорожного пути, относятся: насыпи в местах подсыпки, выемки в местах срезки, полунасыпи, полувыемки и полунасыпи-полувыемки в местах частичной досыпки и частичной срезки земли.
В горных условиях при пересечении глубоких оврагов и долин вместо чрезмерно высоких насыпей строят виадуки, а вместо очень глубоких выемок устраивают тоннели. При пересечении рек, ручьев и каналов строят мосты и трубы, при пересечении других железнодорожных линий и шоссейных дорог — путепроводы.
Все эти сооружения, соединяющие отдельные участки земляного полотна в одно целое, носят название искусственных сооружений.
Земляное полотно и искусственные сооружения вместе составляют нижнее строение пути. На нижнем строении расположено верхнее строение пути. Таким образом, назначение земляного полотна заключается в том, чтобы служить надежным — прочным и устойчивым — основанием для верхнего строения пути, причем это основание должно иметь определенную пологость на подъемах и спусках и плавность поворотов в плане.
Земляное полотно должно иметь такую конструкцию которая могла бы хорошо противостоять воздействию динамических нагрузок от проходящих поездов и многообразных явлений природы. Наибольшую опасность для его устойчивости представляет вода, которая, проникнув, например, в тело насыпи, может нарушить связность грунта, резко понизить его устойчивость и привести к самым разнообразным деформациям, т. е. изменениям и искажениям формы земляного полотна вплоть до разрушения.
Поэтому при строительстве и эксплуатации железнодорожного пути принимают меры к полному отводу воды от его основания.
§4. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
Обыкновенная железнодорожная насыпь в поперечном разрезе имеет трапецеидальное сечение. На рис. 4 даны общий вид и поперечное сечение насыпи с водоотводными сооружениями и расположенным на ней верхним строением.
Часть земляного полотна, на которую укладывается верхнее строение пути, называется основной площадкой.
Боковые наклонные поверхности насыпи называются откосами.
Рис. 4. Общий вид и поперечный разрез насыпи
На основной площадке земляного полотна устраивают сливную призму трапецеидального очертания шириной поверху 2,3 м и высотой 15 см на однопутных участках и треугольного очертания высотой 20 см на двухпутных участках. Такое очертание поверхности основной площадки земляного полотна придают для быстрого стока с нее воды. Треугольное очертание сливной призмы больше соответствует этому назначению. Однако в связи с тем, что шпалы и рельсы укладывают раньше, чем балласт, для удобства укладки на однопутных участках основную площадку обрабатывают по трапеции.
Остающиеся свободными части основной площадки между верхним строением и откосами насыпи называются обочинами. Граница между основной площадкой и откосом насыпи называется бровкой насыпи.
Полоса земли, на которую опирается насыпь, называется о снованием ее, а линия сопряжения откоса насыпи с основанием— подошвой откоса.
Высота насыпи измеряется от основания до уровня бровок по оси земляного полотна.
Горизонтальная проекция линии откоса называется заложением откоса, а отношение высоты его к заложению (т. е. вертикальной проекции откоса к горизонтальной) — крутизной откоса.
Для выражения крутизны откоса обычно высоту принимают за единицу. В таком случае крутизна будет выражаться отношением 1 : п, в котором буквой «п» обозначено число, показывающее, во сколько раз заложение больше высоты.
Вдоль насыпей, на некотором расстоянии от подошвы откоса, устраивают водоотводные канавы.
Рис. 5. Общий вид и поперечный разрез выемки
Полоса между подошвой откоса насыпи и ближайшим водоотводным устройством, например, канавой, называется бермой.
Выемки представляют собой траншеи, широкие поверху и суживающиеся книзу. На рис. 5 даны общий вид и поперечное сечение выемки с водоотводными сооружениями и верхним строением. Наклонные стенки выемки называются откосами выемки. На дне выемки устраивают основную площадку земляного полотна такого же очертания, как и на насыпи, а с обеих сторон ее — водоотводные канавы, называемые кюветами; иногда вместо кюветов делают лотки. Глубиной выемки считается расстояние от уровня бровок основной площадки до линии, соединяющей бровки откосов выемки, измеренное по оси земляного полотна.
Крутизна откоса выемки выражается, как и в насыпи, отношением высоты откоса к его заложению.
Места, где не требуется ни срезать, ни досыпать грунт, как, например, при переходе из насыпи в выемку, называются нулевыми местами.
Землю, вынутую из выемки, как правило, используют для отсыпки насыпи. Если же земля для насыпи не нужна, то ее складывают вдоль выемки за ее откосом в виде призмы, называемой к авальером.
Если полка, образующаяся между откосом выемки и кавальером, не имеет наклона для стока воды от пути, то такой наклон ей придается искусственно, путем отсыпки банкета. Между банкетом и кавальером устраивают забанкетную канаву, а за кавальером с нагорной стороны нагорную канаву.
Когда насыпь возводится из местных грунтов, то землю берут из резервов, закладываемых с одной или с двух сторон насыпи.
Перечисленные выше наземные водоотводы, к которым относятся кюветы, лотки, банкетные, нагорные и другие канавы, служат для защиты земляного полотна от поверхностной воды. Для этой же цели используются резервы. В необходимых случаях примыкающие к земляному полотну поверхности планируются. Для защиты основания от грунтовых вод прокладывают дренажи.
С целью повышения устойчивости земляного полотна его дополняют еще в необходимых случаях защитными и укрепительными устройствами.