Расширение сети автомобильных дорог и одновременная химизация промышленной индустрии в перспективе позволят широко внедрить в практику строительства новые конструкции водопропускных труб, основанных на природных или синтетических полимерных материалах. Природные полимерные материалы, такие как смолы, древесина, каучуки, применяются давно. Конструкции труб с использованием синтетических полимерных материалов (стеклопластика, полимербетона и др.) начали применять в опытном строительстве 20 — 30 лет назад.
Основным положительным качеством таких материалов является их химическая стойкость в агрессивных средах, недостатком считается склонность к старению, т.е. к изменению свойств во времени.
22
Кроме того, пока трубы из полимерных материалов дороже, чем из традиционных строительных материалов, например, из железобетона.
Трубы из полиэфирного стеклопластика. В 70-х годах был разработан проект и осуществлено строительство круглых водопропускных труб из полиэфирного стеклопластика с наполнителем из стекловолокна. Для конструкций труб с отверстием диаметром 1 м, 1,5 и 2 м применен гофрированный лист толщиной 3 — 8 мм с двумя типоразмерами гофр — 139x50 мм и 194x70 мм. Труба диаметром 1 м состоит из трех гофрированных элементов, а труба диаметром 1,5 и 2 м — из четырех.
Продольные стыки элементов замкового типа образованы за счет специальных прорезей в торцах этих элементов и смещены по периметру трубы на половину длины элемента. Поперечный стык выполнен внахлестку на металлических или пластмассовых болтах диаметром 12 мм. По конструкции грунтовая подушка и оголовки аналогичны таким элементам в металлических гофрированных трубах. Высота насыпей таких труб изменяется от 2,3 до 5,6 м.
Полимербетонные трубы конструктивно выполняются аналогично бетонным с плоской подошвой. Длина звеньев может достигать 2 — 3 м. Для обеспечения совместной работы таких труб с грунтом засыпки их следует укладывать на подушку из песчано-гравийной или песчано-щебеночной смеси, а при наличии крупных или среднезернистых песков — непосредственно на спланированное основание.
По характеру статической работы под нагрузкой полимербетонные трубы занимают среднее положение между жесткими и гибкими. Согласно рекомендуемой нами классификации по показателю относительной жесткости они могут быть отнесены к классу II.
Трубы из клееной древесины. Основные формы эффективного использования деревянных конструкций из клееных элементов определяются требованиями оптимального раскроя и соединения элементов при правильном использовании технических и экономических преимуществ древесины и полном устранении главного недостатка этого природного полимерного материала — гниения.
Попыток использования клееной древесины в качестве возможного конструктивного материала водопропускных труб, насколько нам известно, до сих пор не было. В технической литературе этот вопрос не нашел своего отражения.
В качестве опытного образца предлагается следующая конструкция прямоугольной водопропускной трубы из клеепрессованных деревянных элементов (рис. 15).
23
Рис. 15. Конструкция прямоугольной трубы из клееной древесины
Труба состоит из двух горизонтальных (перекрытие 1 и лоток 3) и двух вертикальных 2 (стеновых) плит. В первом случае доски укладываются на ребро, а во втором — плашмя. Плиты по длине соединяются деревянными нагелями 4,а в месте сопряжения устраивается клеевой шов или наносится слой битумной мастики
Расчеты показывают, что ограничение применения таких труб по высоте насыпи и ширине отверстия диктуется конструктивно-технологическими размерами плит заводского изготовления. При толщине плит 12 — 14 см максимальная высота насыпи составляет 6 м, а ширина отверстия — 1,5 м. Заметим, что это как раз те пределы, которые определяют основную область применения водопропускных труб. Длину звеньев рекомендуется назначать равной 4 — 5 м, что позволит применять их в безоголовочном варианте. В качестве подготовки под основание можно использовать хорошо дренирующие пески или устраивать специальную грунтовую подушку с добавлением гравия (щебня).
Имеющиеся в настоящее время возможности химической защиты древесины от гниения, а также отсутствие каких-либо врубок позволяют предположить, что срок службы труб такой конструкции сравним со сроком службы металлических гофрированных труб.