Analiza wyników modelowych badań podciągania kapilarnego wody w nasypach drogowych

• Autorzy: Kołodziejczyk U. , Ćwiąkała M.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the results of model investigation of water capillary rise in road embankments

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Trwałość obiektów inżynierskich, w tym dróg, zależy w dużym stopniu od właściwego rozpoznania procesów naturalnych zachodzących w podłożu gruntowym. Takim zjawiskiem - szczególnie istotnym dla drogownictwa - jest wysadzinowość gruntów. Okazuje się, że można ją skutecznie ograniczyć poprzez zmniejszenie wysokości podciągania kapilarnego wody gruntowej. W pracy przedstawiono wyniki modelowych badań kapilarności gruntów i dokonano ustalenia zależności pomiędzy wysokością podciągania kapilarnego i rodzajem gruntu zalegającego w nasypie drogowym, a także rodzajem i stężeniem roztworu migrującego w nasyp. Badania przeprowadzono na kruszywie naturalnym występującym w trzech złożach zlokalizowanych w okolicy Zielonej Góry, różniących się rodzajem kruszywa i jego genezą. Zbadano wysokość podciągania kapilarnego w kruszywach o naturalnym uziarnieniu oraz w poszczególnych frakcjach kruszyw, analizując zarówno podciągania kapilarny wody jak i roztworów różnych związków chemicznych stosowanych powszechnie w zimowym utrzymaniu dróg, tj.: chlorku sodu oraz chlorku wapnia, o stężeniach 5% i 10%. Analizę podciągania kapilarnego w poszczególnych gruntach w zależności od rodzaju kapilującego związku i jego stężenia przestawiono w postaci analizy wariancji trójczynnikowej z interakcjami drugiego rzędu. Przeprowadzone badania wykazały, że największą (maksymalną) wysokość podciągania kapilarnego wykazuje woda gruntowa. Natomiast nasycenie wód gruntowych związkami chemicznymi stosowanymi w zimowym utrzymaniu dróg (NaCI i CaCb) oraz wzrost stężenia tych związków (od 5% do 10%) powoduje znaczne obniżenie podciągania kapilarnego i - tym samym - wysadzinowości gruntów. Otrzymane wyniki badań wskazują na możliwość ograniczenia negatywnych skutków wysadzinowości gruntów poprzez odpowiedni dobór rodzaju i stężenia środków stosowanych w zimowym utrzymaniu dróg.

EN

The durability of engineering objects, including roads, depends on proper recognition of natural reactions undergoing in soil. One of this kind of processes is soil swelling, which is very important for highway engineering. It was proven that it can be effectively limited by decrease in the height of ground water capillary rise. This paper aims not only at presenting the results of model research in ground capillarity and relations between the height of capillary rise and a kind of soil in a road embankment, but also examines a type and concentration of a solution migrating in a embankment. Natural aggregate, occurring in three deposits in the area of Zielona Gora of different origine, was tested. The research was focused in the height of capillary rise in naturally grained aggregate and in particular fractions of aggregates. At the same time water capillary rise and the solutions of different chemical compounds commonly used in winter roads maintaining i.e.: sodium chloride and calcium chloride, with concentration 5% and 10%, was analysed. The analysis of capillary rise in particular soils, depending on a type of a capillary compound and its concentration, was presented as analysis of triple factor variance with second order interaction. The conducted research proved that the ground water shows the maximum height of capillary rise. The saturation of ground water with chemical compounds used in winter roads maintenance (NaCI and CaCI2) and increase in concentration of those compounds {from 5% to 10%) decreases the capillary rise considerably as well as swelling. The presented results show the possibilities of reduction of the negative effects of soil swelling by an appropriate selection and concentration of chemical compounds used in winter maintenance of roads.

Słowa kluczowe

PL

drogi; trwałość; procesy naturalne; podłoże gruntowe; woda gruntowa; wysadzinowość gruntów

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Drogi i Mosty
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 4
• Strony: 25--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Kołodziejczyk U.

autor

Ćwiąkała M.

• Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Bibliografia

• [1] Stypułkowski B.: Zagadnienia utrzymania i modernizacji dróg i ulic, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2000
• [2] Ząbczyk K.: Meteorologia drogowa a bezpieczeństwo ruchu. SIGNALCO Ltd. Polska, 2006
• [3] Wytyczne Zimowego Utrzymania Dróg: Załącznik do Zarządzenia Nr 18 Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa 2006
• [4] Bilans zasobów kopalin i wód podziemnych w Polsce. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 2005
• [5] Dębski W.\ Mały poradnik drogowca. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1974
• [6] Fortuna E.: Zwalczanie śliskości zimowej na drogach samochodowych w Polsce. Biblioteka drogownictwa - Zimowe utrzymanie dróg, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1981
• [7] Kołodziejczyk U.: Wpływ uziarnienia gruntu na stan wód kapilarnych i migrację zanieczyszczeń w podłoże nasypów drogowych. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Ochrona wód powierzchniowych, podziemnych oraz gleb wzdłuż dróg i autostrad", Krzyżowa 2004, GDDKiA Warszawa, 69 - 78
• [8] Kowalski W. C.; Geologia inżynierska. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1988
• [9] Ćwiąkała M.: Metodyka zagęszczania gruntu do badań kapilarności. IV Ogólnopolska Konferencja Młodych Geotechników „Problemy geotechniczne i środowiskowe z uwzględnieniem podłoży ekspansywnych", Bydgoszcz 2009, 567 - 574
• [10] Sobczyk M.: Statystyka. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008
• [11] Walesiak M., Gatnar E.: Statystyczna analiza danych z wykorzystaniem programu R. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009
• [12] Kołodziejczyk U.: Zimowe utrzymanie dróg a ochrona środowiska. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych = Enviromental Protection and Natural Resources, 37, 2008
• [13] Pećenik A.: Wpływ środków chemicznych na roślinność przydrożną i miejską, stosowanych do usuwania śliskości zimowej. Biblioteka Drogownictwa, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1981