СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА Российский патент 2003 года по МПК E01C3/00 E01C3/06 E02D17/20 

Изобретение относится к области строительства дорог, в частности строительства автомобильных лесовозных дорог на грунтах с низкой несущей способностью из грунтовых блоков.

Известны способы возведения земляного полотна, с использованием грунта из боковых резервов: набор грунта из боковых резервов, перемещение грунта в насыпь, разравнивание его и уплотнение. [Строительство автомобильных дорог. Т. 1: ; Учебник для вузов./Н.Н. Иванов, В.К. Некрасов, С.М. Полосин-Никитин, Е. П. Андрулионис, С.В. Коновалов, М.С. Коганзон, Е.И. Богатырева; Под ред. В.К. Некрасова -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980.-116-126 с.] .

Недостатком известных способов является то что, во второй дорожно-климатической зоне, на грунтах с низкой несущей способностью использование землеройной техники затруднено из-за избыточной влажности грунта. Эффективное использование землеройной техники возможно только в сухой период года малой продолжительности.

Наиболее близким техническим решением является способ возведения земляного полотна на грунтах с низкой несущей способностью в зимнее время, когда вода в грунте находится в связном состоянии. Этот способ заключается в разрушении верхнего, мерзлого слоя грунта и удалении его в отвал. Далее следует набор грунта из боковых резервов, перемещение его в насыпь, разравнивание и уплотнение земляного полотна. При этом продолжительность строительного сезона увеличивается. [Строительство автомобильных дорог. Т.1; Учебник для вузов. /Н.Н. Иванов, В.К. Некрасов, С.М. Полосин-Никитин, Е.П. Андрулионис, С. В. Коновалов, М.С. Коганзон, Е.И. Богатырева; Под ред. В.К. Некрасова -2-е изд., перераб. и доп.-М.: Транспорт, 1980- 196-200 с.].

Однако существующий способ возведения земляного полотна в зимнее время имеет следующие недостатки. Известно, что самая высокая прочность у мерзлых грунтов, а в процессе строительства толщина мерзлого слоя грунта увеличивается. Производство дополнительных объемов работ по перемещению мерзлого грунта в отвал, так как существующая технология допускает использование ограниченного объема мерзлого грунта в насыпи. В процессе перемещения грунта из боковых резервов в земляное полотно происходит его разрыхление, а дальнейшей операцией строительства является его уплотнение. Все это приводит к дополнительным энергозатратам.

Изобретение решает задачу по снижению энергоемкости процесса строительства дорог.

Технический эффект заключается в минимизации объема разрыхления мерзлого грунта и в снижении энергозатрат на его уплотнение.

Указанный технический эффект достигается тем, что в известном способе возведения земляного полотна, включающем выемку и перемещение грунта, формирование, разравнивание и уплотнение его, согласно изобретению, выемку и перемещение грунта проводят грунтовыми блоками, полученными путем нарезки в боковых резервах вертикальных швов - двух поперечных и одного продольного, одного наклонного шва с углом, равным крутизне откоса и нижнего шва, а формирование полотна проводят их укладкой нижним основанием вверх и угловой боковой кромкой к обочине земляного полотна.

Набор грунта и перемещение в земляное полотно осуществляется с его разрыхлением. Далее в земляном полотне его необходимо разровнять и уплотнить до эксплуатационного состояния. Причем для увеличения сроков строительства на грунтах с низкой несущей способностью возведение земляного полотна осуществляется в зимнее время. При этом верхний, мерзлый слой грунта после разрушения удаляется в отвал.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ возведения земляного полотна отличается от известного тем, что исключается процесс разрыхления всего грунтового массива, а разрушается лишь часть этого массива при подготовке боковых стенок и нижнего основания грунтовых блоков. При этом энергоемкость на формирование боковых стенок и нижнего основания при подготовке грунтовых блоков составляет менее 10% от энергоемкости разрушения всего грунтового массива, удаляемого по прототипу в отвал. Затем блоки укладывают в земляное полотно. В весенне-летний период производят их планировку и уплотнение до эксплуатационного состояния, причем исключается уплотнение разрыхленного грунта до естественного состояния, а уплотняется естественно уплотненный грунт до эксплуатационного, при этом энергоемкость процесса составляет 70% от традиционного способа возведения земляного полотна.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиски по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определения из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволили установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.

Это позволяет сделать вывод о соответствии условию "изобретательский уровень".

На фиг 1. представлено поперечное сечения земляного полотна и бокового резерва; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - продольное сечение земляного полотна; на фиг. 4 - продольное сечение бокового разреза.

Способ осуществляется следующим образом. В зимнее время на земляном полотне в боковых разрезах проводят подготовку грунтовых блоков путем нарезки вертикальных швов - двух поперечных и одного продольного, один наклонный шов с углом, равным крутизне откоса, и нижний шов. Земляное полотно формируют путем укладки готовых грунтовых блоков нижним основанием вверх и угловой боковой кромкой к обочине дороги.

На чертеже (фиг.1) показаны грунтовые блоки 1, уложенные в земляное полотно. Грунтовый блок 1, подготовленный для укладки, имеет боковую кромку 2, выполненную с коэффициентом крутизны М, равным закладываемой в проекте крутизне откосов земляного полотна. Рез нижнего основания 3 производят под углом β к плоскости поверхности грунта. Угол β определяется в зависимости от используемых механизмов. Боковые кромки 4 и поперечные 5 выполняются под прямым углом. Угол естественного откоса α. В начале участка закладывают забой 6 для формирования нижнего основания блока 1.

Пример: на подготовленной дорожной полосе в боковых резервах формируют грунтовые блоки 1 длиной, равной 3,85 м, шириной 0,5 м и высотой 1 м, путем нарезки вертикальных поперечных швов 4 и продольных вертикальных швов 5 под прямым углом и швов 2 под углом α = 40^o. В начале участка закладывают забой 6 шириной, равной длине грунтового блока 3,85 м, и глубиной, равной высоте блока, -1 м. Забой необходим для формирования нижнего основания 3 под углом β к поверхности, равным не менее 12^o. Подготовленный грунтовый блок 1 укладывают в земляное полотно основанием 3 вверх и боковой кромкой 2 к обочине дороги.

Для заявленного устройства в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение относится к области строительства дорог, в частности строительства автомобильных лесовозных дорог на грунтах с низкой несущей способностью из грунтовых блоков. Способ включает выемку и перемещение грунта, формирование, разравнивание и уплотнение его. Новым является то, что выемку и перемещение грунта проводят грунтовыми блоками, полученными путем нарезки в боковых резервах вертикальных швов - двух поперечных и одного продольного, одного наклонного шва с углом, равным крутизне откоса, и нижнего шва, а формирование полотна проводят их укладкой нижним основанием вверх и угловой боковой кромкой к обочине земляного полотна. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в снижении энергоемкости процесса строительства дорог. 4 ил.

Способ возведения земляного полотна, включающий выемку и перемещение грунта, формирование, разравнивание и уплотнение его, отличающийся тем, что выемку и перемещение грунта проводят грунтовыми блоками, полученными путем нарезки в боковых резервах вертикальных швов - двух поперечных и одного продольного, одного наклонного шва с углом, равным крутизне откоса, и нижнего шва, а формирование полотна проводят их укладкой нижним основанием вверх и угловой боковой кромкой к обочине земляного полотна.