КОНСТРУКЦИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА Российский патент 2006 года по МПК E01C3/06 E02D17/18 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления слабого основания, повышения прочности и несущей способности земляного полотна.

Известна конструкция земляного полотна, устраиваемая в виде трапеции на грунте. В типовых строительных конструкциях, изделиях и узлах серии 503-0-48.87 "Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования" от 1987 г. на с.15-20 представлены примеры характерных поперечных профилей. Данный поперечный профиль хорошо работает на твердых связанных грунтах. Однако на слабых грунтах происходит постепенная деформация основания земляного полотна, поэтому производят армирование нижней части земляного полотна геотекстилем [с.45-48, там же].

Известна конструкция земляного полотна на талых грунтах, на пойменно-луговых и болотных ландшафтах с применением для армирования геотекстиля в полуобойме. Под балластной призмой укладывается геотекстиль. Геотекстиль укладывается в основании земляного полотна на выравненный песчаный слой, который в процессе отсыпки погружается в слабые грунты основания и дает осадку 0,2-0,4 м [Пособие по проектированию земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий (к СНиП 2.05.07-85). М.: Стройиздат.1988. с.44]. Однако использование в основании земляного полотна геотекстиля является неэффективным при его применении на других слабых грунтах и в связи с разработкой в настоящее время более совершенных и высокопрочных геосинтетических материалов.

Известна конструкция усиления слабого основания земляного полотна (патент 97106524/13 от 10.06.99). В этом случае закрывающиеся ящики прямоугольной формы из металлической сетки-габионы, заполняют грунтом и укладывают в основание, что препятствует осадке земляного полотна. Однако такой способ усиления основания земляного полотна не всегда является достаточным при существующих вертикальных нагрузках от земляного полотна и транспортных средств, а также от состояния грунта, в связи с чем происходит осадка центральной части основания земляного полотна. Это способствует быстрейшему образованию деформаций на покрытии дорожной одежды и разрушению элементов автомобильной дороги.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение транспортно-эксплуатационных характеристик дороги и увеличение межремонтного периода за счет ликвидации или уменьшения величины просадки основания земляного полотна.

Указанная задача решается тем, что для усиления несущей способности грунта под земляным полотном предлагается одновременное устройство опорной продольной осевой траншеи, заполненной фрикционным материалом, и укладка по верху высокопрочного геосинтетического материала.

Устраиваемая осевая продольная траншея выполняет роль анкера и останавливает просадку земляного полотна на слабом грунте. Фрикционный материал, укладываемый в траншею, позволяет увеличить фильтрацию грунтовых вод и увеличить прочность грунта.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан поперечный профиль земляного плотна дороги, а на фиг.2 показана пространственная проекция.

Позиции на чертежах означают:

1 - георешетка;

3 - опорная траншея;

2 - полуобойма;

4 - земляное полотно;

В_н - ширина основания земляного полотна;

В_тр - ширина опорной траншеи;

В_А - длина анкирования;

Н_н - высота земляного полотна;

Н_тр - глубина опорной траншеи;

L_тр - длина опорной траншеи

Пример конструкции земляного полотна дороги.

Конструкция основания земляного полотна дороги включает:

1. опорную траншею;

2. высокопрочный геосинтетический материал.

Длина (L_тр), глубина (Н_тр) и ширина (В_тр) опорной траншеи зависят от величины воспринимаемых нагрузок и типа грунтов. Рекомендуемая ширина (В_тр) опорной траншее должна составлять не менее 0,6 м при глубине (Н_тр) не менее 1,2 м. Длина (L_тр) опорной траншеи должна быть больше длины слабого участка дороги на 3 м в каждую сторону.

Высокопрочный геосинтетический материал должен быть с минимальной прочностью на разрыв в продольном направлении 15 кН/м и в поперечном направлении ≥20 кН/м. Для максимального сцепления геосентетического материала и грунта предъявляются особые требования к размеру ячейки, который зависит от типа грунта и может быть от 15×15 до 40×40 мм.

Пример реализации предполагаемого изобретения отражен в технологии устройства и возведения земляного полотна с одновременным устройством опорной траншеи и высокопрочного геосинтетического материала:

- удаление растительного слоя (при новом строительстве) или существующего слоя земляного полотна (при реконструкции);

- планировка грунта;

- рытье траншеи (поз.3);

- обратная засыпка траншеи щебнем, гравием, ПГС или бутом;

- планировка;

- трамбовка;

- растилание высокопрочного геосинтетического материала (поз.1) в 1-2 слоя на ширину В_н с учетом длины анкирования В_А для создания полуобоймы (поз.2);

- отсыпка 1-го слоя земляного полотна на высоту 20-40 см;

- планировка;

- трамбовка;

- обратный нахлест геосинтетического материала по откосы в тело насыпи и создание полуобоймы (поз.2) с двух сторон земляного полотна;

- отсыпка 2-го слоя земляного полотна на высоту 20-40 см;

- планировка;

- трамбовка;

- последовательное повторение трех последних этапов на расчетную высоту.

С целью увеличения запаса прочности и высокой эксплуатационной надежности в некоторых случаях предлагается устраивать не одну, а несколько продольных опорных траншей (фиг.3). Количество продольных траншей будет зависеть от уровня грунтовых вод (УГВ), типа грунта, высоты и ширины земляного полотна и транспортных нагрузок.

Дня понижения уровня грунтовых вод и снижения влажности на пучинистых участках, где условия рельефа позволяют осуществить сброс воды в специальные выпускные устройства, в опорных траншеях рекомендуется размещать дренажные трубы (фиг.4). Диаметр дренажной трубы (поз.5) определяется расчетом в зависимости от расхода воды в дренаже. Устраиваемые опорные траншеи выполняют дополнительные функции: дренирующие, водопонижающие и водоотводные.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления слабого основания, повышения прочности и несущей способности и земляного полотна. Дорожная конструкция включает земляное полотно с обочинами и откосами, расположенную в земляном полотне опорную продольную заполненную материалом траншею, по верху которой уложен геосинтетический материал. Продольная траншея, расположенная по оси земляного полотна, или несколько продольных траншей выполнены шириной 0,6-1,0 м при глубине 1,2-2,7 м и заполнены фрикционным материалом, а геосинтетический материал с минимальной прочностью на разрыв в продольном направлении 15 кН/м и в поперечном направлении ≥20 кН/м уложен поверху траншеи с обратным нахлестом в тело насыпи, обеспечивая создание полуобойм с двух сторон земляного полотна. Технический результат состоит в повышении транспортно-эксплуатационных характеристик дороги и увеличении межремонтного периода за счет ликвидации или уменьшения величины просадки основания земляного полотна. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Дорожная конструкция, включающая земляное полотно с обочинами и откосами, расположенную в земляном полотне опорную продольную заполненную материалом траншею, по верху которой уложен геосинтетический материал, отличающаяся тем, что продольная траншея, расположенная по оси земляного полотна, или несколько продольных траншей выполнены шириной 0,6-1,0 м при глубине 1,2-2,7 м и заполнены фрикционным материалом, а геосинтетический материал с минимальной прочностью на разрыв в продольном направлении 15 кН/м и в поперечном направлении ≥20 кН/м уложен поверху траншеи с обратным нахлестом в тело насыпи, обеспечивая создание полуобойм с двух сторон земляного полотна.2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что в опорных продольных траншеях размещены дренажные трубы.