ДОРОЖНАЯ КОНСТРУКЦИЯ Российский патент 2014 года по МПК E01C3/06 

Изобретение относится к дорожным конструкциям для повышения эффективности осушения грунтовых оснований дорожных одежд под дренирующим слоем в пределах дорожной одежды и обочин земляного полотна и может быть использовано для сохранения стабильной прочности в периоды переувлажнения путем увеличения поперечного уклона поверхности грунтового основания преимущественно до 70‰ (промилле) по сравнению с известным уклоном.

Известна дорожная конструкция, включающая слои покрытия, основания, дренирующий слой, уложенный на грунтовое основание земляного полотна на всю его ширину с поперечным уклоном грунтового основания от оси к обочинам 30-40 ‰ [1].

Недостатком такой конструкции является то, что при поперечном уклоне грунтового основания дорожной одежды 30-40 ‰ осушение дренирующего слоя и грунтового основания является недостаточно эффективным вследствие значительного пути фильтрации воды в дренирующем слое под углом к оси дороги, которая увлажняет грунтовое основание на большой площади и на большее время, снижая тем самым механическую прочность дорожной одежды.

Известна дорожная конструкция, в которой поверхность грунтового основания планируется под односкатный или двускатный профиль с уклоном к бровке 20-40‰ с допустимым отклонениями ± 10‰, т.е. максимальный поперечный уклон составляет в диапазоне от 10 до 50 ‰ [2].

Недостатком такой конструкции является то, что при осушение дренирующего слоя и грунтового основания при нормативных поперечных уклонах 20-40‰ не является достаточно эффективным вследствие значительного пути фильтрации воды в дренирующем слое под углом к оси дороги, при этом вода увлажняет грунтовое основание на большой площади и на большее время, снижая тем самым механическую прочность дорожной конструкции.

Задачей изобретения является обеспечение стабильной прочности дорожной конструкции в периоды переувлажнения путем сокращения пути фильтрации воды в дренирующем слое и времени увлажнения грунтового основания.

Для достижения указанной задачи дорожная конструкция включает покрытие, основание, дренирующей слой, уложенный на ширину земляного полотна с поперечным уклоном от оси к обочинам 20-40‰, поперечный уклон поверхности грунтового основания дорожной одежды выполнен от более 50‰ до 70‰.

В периоды переувлажнения дорожной конструкции осушение грунтового основания осуществляется путем фильтрации воды в дренирующем слое в продольном и поперечном направлениях. Продольные уклоны имеют разные значения, величины которых установлены положением проектной линии продольного профиля земляного полотна. Поперечный уклон грунтового основания дорожной одежды нормирован и установлен величиной 20-40%_о.

За счет продольного и поперечного уклонов грунтового основания вода фильтруется в дренирующем слое под некоторым углом к оси дороги. Чем больше поперечный уклон, тем больший угол и короче путь фильтрации воды и под дорожной одеждой и под обочинами и меньше время и площадь обводнения грунтового основания.

При проектировании городских дорог выполняют вертикальную планировку методом проектных горизонталей [3, с.142, 143]. «Углы наклона горизонталей в плане по отношению к оси проезжей части улицы зависят от величины поперечного уклона. Результирующим уклоном на проезжей части, по направлению которого осуществляется сток поверхностных вод (перпендикулярно к направлению горизонталей), будет равнодействующая продольного и поперечного уклона. Горизонтали примыкают к оси улицы под углом α, тангенс которого равен отношению продольного уклона i_пр к поперечному уклону i_поп» [3, с.143, 4-й абзац снизу].

Для определения пути фильтрации воды от оси дороги до бровки грунтового основания рассматриваются прямоугольные треугольники СЕК и МЕК, из которых по известным величинам определяются: угол a; длина горизонтали ЕК и длина пути фильтрации ME (me) (см фиг.1 и 2).

Принимая В_гр.о.=7,0 м, поперечный уклон i_гр.о.=30; 50 и 70‰, продольный уклон 10‰, была получена длина пути f фильтрации воды соответственно: 7,38; 7,14 и 7,07 м. Для продольного уклона 50‰ длина пути фильтрации f=13,70; 9,90 и 8,60 м. Для продольного уклона 70 промилле f=17,75; 12,04 и 9,90 м. Чем больше продольный уклон и меньше поперечный, тем больше длина пути фильтрации. При поперечном уклоне 40‰ и продольном 50‰ f=11,20, а при i_гр.о.=70‰ и i_пр=50‰ f=8,60 м, т.е. разница составляет 2,60 м. При большем продольном уклоне эта разница еще больше. С уменьшением продольного уклона значение величин пути фильтрации снижается.

Реальный уклон фильтрационного потока (i_ф.п.) зависит от поперечного и продольного уклонов как равнодействующая этих уклонов [3, с.143, 4-й абзац снизу].

Таким образом, предлагаемая дорожная конструкция с поперечным уклоном грунтового основания дорожной одежды от более 50‰ до 70‰ позволяет сократить путь фильтрации воды по грунтовому основанию и время обводнения грунтового основания, тем самым обеспечить стабильную прочность конструкции в периоды переувлажнения и долговечность.

Литература

1. Дорожная конструкция. RU 2035536 С1, Е01С3/06, 20.05.1995

2. Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог. Минтрансстрой. - М.: Транспорт, 1982 -160с. с.36, п.4.3, с.108, п.13.31.

3. Дубровин Е.Н., Ланцберг Ю.С.Изыскания и проектирование городских дорог. - М.: Транспорт, 1981. - 471 с. С.142, 143.

Изобретение относится к дорожным конструкциям для повышения эффективности осушения грунтовых оснований дорожных одежд под дренирующим слоем в пределах дорожной одежды и обочин земляного полотна и может быть использовано для сохранения стабильной прочности в периоды переувлажнения путем увеличения поперечного уклона поверхности грунтового основания преимущественно до 70‰ (промилле) по сравнению с известным уклоном. Технический результат: обеспечение стабильной прочности и долговечности дорожной конструкции в периоды переувлажнения путем сокращения пути фильтрации воды в дренирующем слое и времени увлажнения грунтового основания. Дорожная конструкция, размещенная на земляном полотне, имеющем проектный продольный уклон и поперечный уклон от 10 промилле до 50 промилле (от 10‰ до 50‰), включает дренирующий слой, основание и покрытие. При этом при продольных уклонах земляного полотна свыше 10‰ поперечный уклон грунтового основания дорожной одежды увеличен от более 50‰ до 70‰. 2 ил.

Дорожная конструкция, размещенная на земляном полотне, имеющем проектный продольный уклон и поперечный уклон от 10 промилле до 50 промилле (от 10‰ до 50‰), включающая дренирующий слой, основание и покрытие, отличающаяся тем, что при продольных уклонах земляного полотна свыше 10‰ поперечный уклон грунтового основания дорожной одежды увеличен от более 50‰ до 70‰.