СТРУКТУРООБРАЗУЮЩИЙ АРМИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2008 года по МПК E01C9/00 

Изобретение относится к области строительства дорог и аэродромов, а именно к конструированию слоев основания и укрепления откосов земляного полотна.

Известна дорожная одежда, включающая слой основания и размещенную в нем объемную георешетку. Причем, чтобы объемная георешетка заняла проектное положение, ее необходимо растянуть и закрепить с помощью металлических штырей (стержней) в зоне узла сопряжения ребер объемной георешетки. Закрепление осуществляется путем забивки штырей в дополнительный слой основания. Технология устройства основания предусматривает последующее заполнение ячеек объемной георешетки дискретным материалом и уплотнение его (Проспект. Solving Load Support Problems Geoweb ® Cellular Confinement System. Presto. USA. 2000. Принципиальные схемы конструктивно-технологических решений по применению объемных георешеток «Прудон-494» и примеры их реализации в транспортных сооружениях. ФГУП«Союздорнии», ОАО «494 УНР», 2002 г., 75 с., а также RU 44329, кл. Е01С 5/00, 10.03.2005, 2 с.).

Недостатком этой конструкции является также недостаточная несущая способность, долговечность и нереализуемая трещиностойкость покрытия.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является объемная георешетка, снабженная структурообразующими армирующими элементами, расположенными в узлах пересечений полос объемной георешетки (JP 56016730, кл. E02D 17/20, 18.02.1981, 12 стр.), обеспечивающими повышенную устойчивость против деформирования.

Недостатком конструирования представленного узла, собранного из пластинчатых элементов, является сложность изготовления и громоздкость сборки многоэлементного соединения, причем в условиях работы в системе слоя основания в качестве структурообразующего армирующего элемента этот узел не обладает способностью перераспределять сжимающую нагрузку внутрь слоя основания из-за гладкой поверхности плоских полос (пластинчатых элементов), что нарушает устойчивость слоя между узлами.

Целью настоящего изобретения является повышение несущей способности и долговечности дорожной одежды. Поставленная цель достигается тем, что дорожная одежда, включающая основание, армированное объемной георешеткой, отличающаяся тем, что в узлах пересечений полос георешетки расположены структурообразующие армирующие элементы, выполненные виде трубчатых цилиндров с вертикальными прорезями в верхней зоне, при этом внешняя поверхность цилиндров рифленая, а рифли образуют периодический профиль вдоль цилиндра, причем структурообразующий армирующий элемент снабжен в верхней части резьбовым соединением и шайбой, обеспечивающими затяжку узлового соединения.

Структурообразующий армирующий элемент выполнен в виде трубчатого цилиндра, внешняя поверхность которого рифленая, причем рифли кольцевой формы образуют периодический профиль вдоль образующей цилиндра. Верхняя часть цилиндра снабжена прорезями в количестве, соответствующем числу сходящихся ребер (полос) в узле георешетки с размерами, соответствующими их параметрам. Причем их располагают в соответствии с ориентацией ребер (полос). При этом в верхней части предусмотрено резьбовое соединение с крепежной шайбой, которая может быть выполнена также крышкообразной формы. Рифление армирующего элемента может быть выполнено в виде крупноразмерного резьбового (трапецеидального) соединения.

Сочетание таких решений позволяет дополнительно увеличить жесткость объемной георешетки, значительно повысить ее перераспределяющую способность в слоях основания и обеспечить высокую несущую способность дорожной одежды.

Отличительными от прототипа признаками в заявленном решении являются наличие соответствующей формы структурообразующего армирующего элемента, размещение и крепление его в зоне узла объемной георешетки, обеспечивающее ее необходимой жесткостью, создание конструкции, компенсирующей отказ от трудоемкого и металлоемкого штыревого закрепления.

Такой способ выполнения контакта рифленой поверхности структурообразующего армирующего элемента в узле с уплотненным дискретным заполнителем в ячейке объемной георешетки обеспечивает их совместную работу, кардинально устраняет эффект проскальзывания - продавливания ребер (полос) георешетки и создает возможность эффективно осуществлять регулирование несущей способности основания за счет увеличения размеров (диаметра) и количества кольцевых рифлей у структурообразующего армирующего элемента.

Включение структурообразующего армирующего элемента в виде трубчатого элемента позволяет обеспечить покрытию в слоистой системе дорожной одежды также отвод воды из рабочей зоны, придать повышенную устойчивость против смятия и деформирования при засыпке ячеек и последующей укатке основания, обеспечить снижение, выравнивание и плавное перераспределение растягивающих напряжений в регулируемых пределах. В случае варианта изготовления георешетки способом сварки полос (в узле) структурообразующий армирующий элемент значительно повышает прочность данного соединения в узле при растягивающем усилии.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображено поперечное сечение структурообразующего армирующего элемента. Структурообразующий армирующий элемент (1) снабжен крепящей шайбой (2). На фиг.2 приведена схема размещения структурообразующих армирующих элементов (1) в узлах пересечениях ребер (полос) объемной георешетки (3), установленной в слое основания (4).

Например, для объемной георешетки с высотой ребра 150 мм в слое основания толщиной 200 мм высота структурообразующего армирующего элемента составляет 180 мм. При этом внешний диаметр кольцевых рифлей составляет 60 мм, а внутренний диаметр составляет 45 мм. Толщина стенки трубчатого цилиндра при этом 7,5 мм, а внутренний диаметр 30 мм. Верхняя часть трубчатого цилиндра выполнена в виде резьбового соединения (на участке 30 мм) для затяжки соединения в узле с помощью крепежной шайбы.

Под воздействием вертикальной нагрузки от колеса транспортного средства (автомобиля) возникают напряжения, которые передаются покрытием на основание. Повышенному восприятию, перераспределению и снижению этих величин напряжений способствуют структурообразующие армирующие элементы (1) за счет размеров (диаметров) и количества кольцевых рифлей у структурообразующего армирующего элемента, а также за счет закрепления их крепежной шайбой (2) в узлах пересечения ребер (полос) объемной георешетки (3), установленной в слое основания (4). Каждый из кольцевых рифлей структурообразующего армирующего элемента (1) способствует распределению напряжений давления от нагрузки под углом 45° по направлению к подошве основания и вглубь дополнительных слоев основания, создавая увеличенную опорную площадку. При этом устойчивость, жесткость и несущая способность конструкции дорожной одежды увеличивается многократно (см. фиг.1 и 2).

Структурообразующий армирующий элемент может быть выполнен из твердого пластика, фарфора, металла, а также их сочетаний.

В систему (матрицу) объемных георешеток, сотопластов и плоских сеток структурообразующий армирующий элемент может быть введен и выполнен совместно при их изготовлении. Причем конфигурация внешней поверхности трубчатого элемента, на которой базируется и проектируется кольцевое рифление, может быть конической формы. Технологию устройства предлагаемой конструкции осуществляют следующим образом. Сборка структурообразующих армирующих элементов и объемной георешетки может производиться на специальном монтажном стенде. Собранная конструкция устанавливается на дополнительный слой основания. После чего засыпают (заполняют) ячейки объемной георешетки дискретным материалом с последующим уплотнением подготовленного основания.

Рациональное размещение и оптимальная степень насыщения основания дорожной одежды структурообразующими армирующими элементами позволит повысить несущую способность дорожной одежды, а также сопротивляемость асфальтобетонного покрытия растягивающим напряжениям.

Особую эффективность новое конструирование приобретает в неблагоприятных условиях увлажнения, в случае применения неустойчивых материалов в дополнительном слое основания, а также в случае использования основания в качестве покрытия для пропуска построечного транспорта и в условиях промерзания слоев дорожной одежды.

Изобретение относится к области строительства дорог и аэродромов, а именно к конструированию слоев основания под покрытие и укрепления откосов насыпей земляного полотна. Дорожная одежда включает основание, армированное объемной георешеткой. В узлах пересечений полос георешетки расположены структурообразующие армирующие элементы, выполненные в виде трубчатых цилиндров с вертикальными прорезями в верхней зоне. Внешняя поверхность цилиндров рифленая, а рифли образуют периодический профиль вдоль цилиндра. Структурообразующий армирующий элемент может быть снабжен в верхней части резьбовым соединением и шайбой, обеспечивающими затяжку узлового соединения. Технический результат - повышение несущей способности и долговечности дорожной одежды. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Дорожная одежда, включающая основание, армированное объемной георешеткой, отличающаяся тем, что в узлах пересечений полос георешетки расположены структурообразующие армирующие элементы, выполненные в виде трубчатых цилиндров с вертикальными прорезями в верхней зоне, при этом внешняя поверхность цилиндров рифленая, а рифли образуют периодический профиль вдоль цилиндра.2. Дорожная одежда по п.1, отличающаяся тем, что структурообразующий армирующий элемент снабжен в верхней части резьбовым соединением и шайбой, обеспечивающими затяжку узлового соединения.