Аналіз фазового складу води у грунті полотна

Для аналізу фізичної сутності процесу вологонакопичення й обгрунтування розрахункової схеми дифузійного і плівкового водно-теплових режимів були проведені експерименти по визначенню питомої ваги пари і рідкої фази в зальному потоці мігруючої води.

Рисунок 4.1 - Опит № 1 по вивченню фазового складу води, що мігрує, у полотні:

1 - початкова вологість: 2 - вологість після дослідження; 3 - конденсація пару в чашках; 4 - влагонакопичення за рахунок конденсації пару; 5 - загальне влагонакопичення; 6 - пароуловлючі чашки.

По осі дороги вирубували одяг (асфальтобетон на грунтощебені, укріпленому бітумом) і в улаштовані в грунті ніша на глибинах 0, 20, 40, 60, 80 і 100 см закладали пароуловлюючі чашки за методикою А. Ф. Лебедєва (рис. 3.1) У чашки, заливали дистильовану воду і за даними періодичного їхнього зважування визначали кількість пару, що конденсується. У плані ніші зміщали по осі дороги, що дозволяло вимірювати конденсацію пару в кожному випадку, не порушуючи структури і структури грунту й одягу. Після установки чашки ніші закривали збоку щитками, шурф заповнювали ущільненим грунтом у порядку його початкової структури, а вирубування в одязі ремонтували і старанно заливали бітумом. У періоди зважування чашок із верха і споду ніші відбирали проби грунту на вологість.

ММВ – максимальна молекулярна вологомісткість спроможність молекул грунту вміщувати і удержувати певну кількість води у % від абсолютноїсухої маси.

МГ – властивість матеріалів поглинати (сорбіровати) вологу із повітря. Мають змочувані водою (гідрофільні) матеріали капілярно пористої структури, в тонких капілярах яких виходе конденсація вологи.

З проведених опитів зроблені такі висновки:

­ у теплий період року водяний пар дифундує від одягу униз; пар конденсується на стінках чашок, а основа залишається сухою; у холодний період року водяний пар дифундує від полотна нагору до одягу; вода з чашок випаровується, водяний пар конденсується на основі чашок;

­ водяний пар у дорожній конструкції конденсується не в одній якийсь площині, а на всіх обріях активної зони (див. рис. 3, крива 3); у всіх досвідах найбільша конденсація відзначалася на глибинах 20-40 см для грунту полотна і на глибинах 50-60 см для грунту відкритого поля; ця критична глибина з максимальною конденсацією водяного пари відповідає глибині загасання добових температур;

­ питома вага водяного пари в загальному потоку мигрируючої води складає біля ¾,досвідами також установлено, що при промерзанні грунту з початковою вологістю не вище 0,60 притока води в зону промерзання відбувається тільки в пароподібній формі;

­ характер зміни вологості дорожньої конструкції по глибині визначається закономірностями дифузії і конденсації водяного пари; у всіх досвідах криві кінцевої вологості грунту і конденсації пару мали аналогічний вид (див. рис. 3, криві 2 і 3);

­ оскільки в загальному потоці води, що мігрує, основну частину складає водяний пар, то для підвищення стійкості земляного полотна і дорожніх одягів необхідно проектувати заходи, що обмежують доступ води . у верхню частину полотнини в пароподібній формі.