Налуугийн тогтвортой байдлыг шийдвэрлэх: Замын ирмэг дээрх ус сорох системд V-хэлбэрийн худаг давхаргыг хэрэглэх

V-хэлбэрийн ханын гидроизоляц нь налууг дээрх гидростатик даралтыг бууруулдаг

V-хэлбэрийн ханын гидроизоляц нь өнцөгт геометр бүтцээрээ энэ тогтворгүй байдлыг эсэргүүцэж, эвдэрсэн хөрсний бүсээс усыг үр дүнтэй цэгцэлдэг. Урвуу V-хэлбэрийн бүтэц нь байгалийн урсгал үүсгэх замыг бий болгодог бөгөөд энэ нь:

• Налуугийн гадаргуутай шүргэлцэх усны хугацааг 55%-иар бууруулна
• Хавтгай ёроолтой дизайнтай харьцуулахад гидростатик даралтыг 22%-иар бууруулна
• Бүхэлдээ гадаргуу дээр тасралтгүй шүргэлцэх замаар доод талын хөрсийг угаахаас сэргийлнэ

Энэ дизайн нь дараах баримтад тусгагдсан ололттой тохирч байна. 2024 оны Замын шанд усыг цэгцлэх талаарх тайлан , энэ тайлан нь бүтцийн гидроизоляц нь хөрсийг тогтмол шахаж бэхжүүлснээр налуугийн тогтворжилтыг сайжруулдаг тухай харуулсан байна.

Мэдээллийн оновчтой ашиглалт: Цэвэрлэгээний хонхруудыг ашигласнаар налуугийн гэмтэл буурсан (FHWA, 2022)

Федерал замын удирдлага нь 47 өндөр эрсдэлтэй замын хэрчимд V-хэлбэрийн цэвэрлэгээний хонхруудыг суурилуулсны дараа замын налуу гэмтэх тохиолдол 63%-иар буурсан гэж тайлагджээ. Гурван жилийн мониторингийн үр дүнгээс харахад:

Эдгээр үр дүнгээс харахад урсгалаар хянах замын налуугийн хадгалалтыг шууд сайжруулдаг бөгөөд жилд 20 инч болон түүнээс дээш талбай бүхий бүс нутагт онцгой ач холбогдолтой гэдгийг баталж байна.

Усны менежментийн V-хэлбэрийн хонхны геометр давуу тал

V-хэлбэрийн профиль нь урсгалыг тодорхой замаар дамжуулан гидравлик ажиллагааг сайжруулдаг бөгөөд ингэснээр эрозийг нэмэгдүүлдэг байшин хэсгүүдийг багасгадаг. 60° өнцөгт V-хонх нь дөрвөлжин загвараас 22% илүү урсгалын хурдтай байх бөгөөд замын захын хэрэглээнд хамгийн ихдээ секундэд 15 куб фут (cfs) урсгалыг удирдах чадвартай.

V-хэлбэр, дөрвөлжин ёроолтой болон трапецид хонхны загваруудын харьцангуй гидравлик үр ашиг

V-хэлбэрийн хонхны доторлуурууд нь 2% налуугаар ч урсгалын хурд 3–5 фут/сек байх чадвартай бөгөөд тунадасны хурдсыг урсгах боломжийг олгодог. Талбайн шалгахад дөрвөн дахин бага удаа засвар хийх шаардлагатай байдаг нь түүнд хог хаягдал цуглуулах дөрвөлжин ёроолтой хонхнуудтай харьцуулахад илүү сайн байдаг.

Материалын сонголт: Цемент бетон vs. Полимерээр бататгасан V-хэлбэрийн хонхны доторлууд

Амьдралын мөчийн шинжилгээний дагуу полимерээр бэхжүүлсэн дотор үүд нь урт хугацаанд засвар үйлчилгээний зардлыг 60%-иар бууруулдаг боловч эхний хөрөнгө оруулалт өндөр байдаг.

Зардал эсвэл үргэлжлэх хугацаа: Дотор үүд сонгохдоо урт хугацааны үнэ цэнийг үнэлэх

2023 оны зардал-ашигт ажилллагааны судалгаагаар полимерээр бэхжүүлсэн V-хэлбэрийн систем нь 8–10 жилийн дотор ашиг орлогоо тэнцүүлдэг бөгөөд хөлдөөнгийн цикл эсвэл химийн нөлөөлөл ихтэй орчинд бетонгийнхаа ажиллагааг даван таарах боломжтой. Мөн хөнгөн бүтэц нь суурилуулах ажлын зардлыг 25%-иар бууруулдаг тул эхний үеийн зардлыг нөхөн төлөхөд тусалдаг.

Ирмэг хялбарын хамгаалалт, хөрс хадгалах V-хэлбэрийн цав худагны дотор үүд

V-хэлбэрийн цав худагны дотор үүдний хамгаалалтын механизм

V хэлбэрийн хонхорын гадаргыг бетон эсвэл полимерээр бүрхсэн тохиолдолд усны урсгалыг зохицуулж, усны хурдыг 3-4 фут/сек болгон багасгаж, усыг газар доор нэвтрүүлэхгүйгээр хамгаалдаг. Энэ нь хөрсийг угаах, газрын доод талыг шингээхгүй байлгах замаар ул мөрдөлтийг саатуулдаг. Иймд усны нөлөөгөөр гадарга гэмтэх, чийгшил ихсэх нь замын бүтцийг гэмтээх гол шалтгаан болдог.

Замын захын ус түрэлтийн системийн тусламжтайгаар хөрс угарагдахаас хамгаалах

Боловсруулсан V хонхорын систем нь дараах давуу талуудтай байдаг:

• 98% усыг зохицуулсан урсгалын замаар чиглүүлэх
• Налуугийн харьцааг оновчтой болгож эвдрэлийн нийтлэг энерги 38–42%-иар бууруулж байна
• Бөмбөлөг хэсэгт тулгуур бүхий хажуугийн ханануудыг ашиглан хөндийрүүлэхийг урьдчилан сэргийлэх

Эдгээр онцлогууд нь усны замын эрх бүхий байгууллагын гидравлик загварчлалын дүнгээр баталгаажсан 10 жилийн дараа болох элсэн чийгтэй үед ч хөрсний бүхэл байдалд нөлөөлөхгүй байна

Туршлагын жишээ: Колорадо дахь авто замын төсөл нь 62% -иар бууруулж байна

Ледвилл хотын ойролцоох АНУ-ын 24 дугаар авто замын 14 миль урттай хэсэгт V-хэлбэрийн шугамын тавцан тавьж налуу газрын дахин давтагдах гэмтлийг арилгах ажээ. Тавьсны дараах мэдээлэл нь илэрхийлсэн байна:

Систем нь 96% бүтцийн бат бөх чанарыг хадгалан 25 жилийн гурван дараалсан шуугианд тэсвэрлэсэн бөгөөд налуугийн тогтоцтой бэхжүүлэх үр дүнтэй арга болохыг нотолсон.

Борооны усны удирдлагад интеграцлах болон бодит гүйцэтгэл

Борооны усны удирдлагын шийдвэрлэх чухал хэсэг болон замын хажуугийн хонхорууд

V-хэлбэрийн хонхорын шугам нь замын хажуугийн хонхоруудыг борооны усны удирдлагын инженерийн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон хувиргадаг. Энгийн хонхорууд нь их урсгалын дор элэгддэг бол эдгээр шугамууд нь үр ашигтай усны чиглэлийг хангах баталтай зам нээж өгдөг. Засаг захиргааны байгууллагууд EPA-ийн дүрмийн дагуу үл зөвшөөрөгдөх урсгалыг хуучин аргаар боловсруулахгүйгээр 28–34% бууруулдаг тул ийм төрлийн системүүдийг байнга хэрэглэх болсон.

Их урсгалын үе дэх гүйцэтгэл

Оройн борооны үед V-хэлбэрийн шугам нь трапецын хэлбэрээс 15–20% дээш урсгалыг хөндлөнгөөс хөөрүүлдэг бөгөөд хонхорлоогүй байна. Хажуугийн геометр нь тогтмол урсгалын хурдтай байх боломжийг олгодог бөгөөд 50–60 GPM/кв.фут интенсив урсгалын дор ч хурдасны хурд хуримтлагдахаас сэргийлдэг.

Цаг агаарын эсэргүүцэх чадвартай байдал: Хурдлын дараа

2023 онд Орхон тойргоор үлээсэн усан үерийн үед V-хэлбэрийн системүүдийн бүтцийн бат бөх чанарын талаар сонирхолтой мэдээлэл илэрсэн. Стормын дараа тэдгээрийн ойролцоогоор 98% нь бат бөх байдалтай хадгалагдсан бол бетон гортигийн хувьд зөвхөн 72% л бат бөх байдал нь хадгалагдсан. Яагаад гэвэл эдгээр системүүд нь холбоосгүй полимер материалуудаас хийгдсэн байдаг тул хүчтэй бороо орж эхэлснээр үүсэх гэнэтийн даралтын өсөлтийг илүү сайн дааж чаддаг. Сүүлийн үед цаг агаарын мэргэжилтнүүд энэ талаар ярилцаж байна. Тэдгээрийн судалгаа нь эдгээр системүүдийн бат бөх чанар нь бидний тулгарч буй хүчтэй борооны загваруудын нөхцөлд илүү чухал болохыг харуулж байна. Бидний орчин үеийн олон орчинд тунадас орж байгаа үйл явдал нь өмнөхтэй харьцуулахад ойролцоогоор 40%-иар илүү давтамжтай болсон байна. Иймд V-хэлбэрийн систем шиг цаг агаарын экстремал үеийн бэлэн байдалд нийцсэн дэд бүтцийн шийдлүүд нь ерөнхийлөн нийгэм нь урьдчилан бэлтгэх ухаалаг хөрөнгө оруулалт болохыг харуулж байна.

Нийтийн замын тэлэлтийн тохиолдол

Орегон мужид 7 миль урт бүхий хотын замын төсөл хэрэгжүүлсэн бөгөөд полимерээр бэхжүүлсэн V-хэлбэрийн ханын шугам тавьсны дараа засварын зардал 82%-иар буурчээ. Систем нь 2024 онд дараалан орсон атмосферийн голын үйл явцыг дааж, 0.2%-аас бага налуугийн деформацид орсон бөгөөд анхны техникийн нөхцөлийг 31%-иар давж байв. Энэ амжилт нь цаашид 14 нэмэлт нутаг дэвсгэрт энэ шиг загварыг суулгахад сэргээсэн байна.

V-хэлбэрийн ханын шугам технологийн ирээдүйн инноваци, урт хугацаат тэгш байдал

Ханын шугамын бат бөх чанарыг сайжруулж буй шинэ материалын хөгжил

Одоогоор V хэлбэрийн хонхорын доторлуурын хүрээнд хүлээж буй шаардлагыг ихэд өөрчилж буй нь шинэ холимог полимерүүдийг зүүн чиглэлд бэхжүүлсэн бетон материалын хамтын ажиллагаа юм. Хэд хэдэн тусгаар тогтносон судалгааны лабораторийн үр дүнгээс үзвэл зах зээл дээр байгаа энгийн бетон шийдлүүдтэй харьцуулахад тодорхой геополимерийн холимог нь хөлдөөт-талстжих циклийг ойролцоогоор гурван дахин сайн дааж чаддаг. Түүнээс ч илүү гайхалтай нь холимог нь хоёр арван жил үргэлжилсэн нөхцөлд орсны дараа ч анхны усны урсгалын үр ашгийн 98 хувийг хадгалан барьж чадаж байгаа юм. Энэ нь элгэн нөхцөл бүхий бүс нутгуудад доторлуурын гадаргуу дээр цацах трещинуудын тоо цаг соёны дагуу олшрохгүй байхыг илэрхийлнэ. Олон мужид хийсэн судалгаагаар традицион хонхорын системтэй харьцуулахад доторлуурт хийгдсэн систем нь засварын зардлыг ойролцоогоор 35 хувиар бууруулж байгааг мэдээлж байна.

Наан-сенсорууд болон зүйлсийн сүлжээ (IoT) налуугийн тогтвортой байдал болон усны урсгалыг хянахад

Одоогоор V-Shape систем нь Зүйлсийн интернэтээр холбогдож, тэгш хэмжигч дагуулагч болон хөрсний чийгийн илрүүлэгчтэй хангагдсан бөгөөд налуугийн тогтвортой байдалд мэдээллийг шуурхай өгдөг. 2023 оны эхээр Вашингтон мужийн нэг туршилтын төсөл нь замын хөрөнгө орж, усны даралт ихсэж буй мэдэгдэл авсны дараа зам хаагдах тоо цөөрсөн байна. Эдгээр оюун ухаант систем нь урьдчилсан программ хангамжийг ашиглан хүчтэй борооны үед сорох усыг удирддаг бөгөөд одоо байгаа нөхцөл болон түүхэн хандлагын үндсэн дээр усыг нэвтрүүлэх эсвэл барих хугацааг тодорхойлдог.

Байнгын байдал: V-Shape канавын дэвсгэрт дахин боловсруулсан найрлагууд

Одоо их олборлодогчид 30-аас 50 хувийн аж ахуйн нэгжийн хог хаягдлыг ашигласан нүүрсний хөндий болон дахин ашигласан нийлмэл бодисыг цөөнхөнд нь шинээр ашигласан бодисуудтай адилхан сайн байлгаж байна. Эдгээр бүтээгдэхүүний бүх насны мөчийг судалсан тусгай судалгаанууд маш гайхалтай зүйлийг тогтоосон байна. Суурилуулах үед эдгээр дахин боловсруулсан нийлмэл материалыг ашигласнаар метрийн тонн орчиндөө бүтээгдэхүүн тутамд нийтлэг нүүрстөрөгчийн хэмнэлт гардаг. Их хэмжээний төслүүдийг бодолцвол энэ нь маш их хэмнэлт юм. Хатуу бүс нутгуудаас олж авсан талбайн туршилтууд өөр нэг ашигтай зүйлийг зааж байна. Эдгээр материалын нарны гэрлийн хорт нөлөөнд тэсвэрт хамгийн багадаа 25 хувиар илүү удаан тэсвэртэй байна. Гадаадын материалыг ашиглах нь урт хугацаанд үр дүнгүй байгаа учраас цөллөг хүрээлэнд барилгын ажил гүйцэтгэгчид замын захын усны шугамыг барихдаа эдгээр сонголтыг бүтээлийн хувьд ашиглаж байгаа нь логиктой юм.

V-хэлбэрийн ханын талаарх асуулт болон хариулт

V-хэлбэрийн хан гэж юу вэ?

V-хэлбэрийн ханын гадаргууг судасны шийдэл нь налуу газрын хөрсний урсгалыг зохицуулах, усны урсгалыг үр дүнтэй удирдахад зориулагдсан байгууламж юм. Тэдгээрийн онцгой хэлбэр нь усны урсгалыг үр дүнтэй дамжуулж, налуу газрын гидростатик даралтыг бууруулдаг.

V-хэлбэрийн ханын гадаргуу хөрс элэгдэхээс яаж хамгаалах вэ?

Эдгээр гадаргуунууд нь усны урсгалын оновчтой хурдыг хадгалж, газар доорх усны нэвчилтийг бууруулж хөрс элэгдэх хүчийг багасгадог. Тэд ус налуугийн доод талыг эвдэхгүйгээр тогтвортой байдалд нь хүрэлцэх боломжийг олгодог.

Полимерээр бэхжүүлсэн гадаргуу нь цементэн гадаргуунуудаас илүү сайн уу?

Полимерээр бэхжүүлсэн гадаргуунууд нь ихэвчлэн цементэн гадаргуутай харьцуулахад амьдралын хугацаа урт, температурын өөрчлөлтөнд тэсвэртэй бөгөөд урт хугацаанд засвар үнэ хямд байдаг. Тэдгээрийг туйлын аймшигтай цаг агаарын нөхцөлд тухайн орчинд онцгой ашигтай байдаг.

V-хэлбэрийн ханын гадаргуу туйлын цаг агаарын нөхцөлд тэсвэртэй юу?

Тийм ээ, V-хэлбэрийн ханын тавиц нь их бороо, шуурга ихээр ордог газруудад илүү найдвартай байдаг бөгөөд бүтцийн бат бөх чанараа хадгалж чаддаг.