СПОСОБ УШИРЕНИЯ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК E01C3/04 

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к строительству дорожных конструкций с асфальтобетонным покрытием и дорожной одеждой нежесткого типа.

В современном дорожном строительстве для улучшения эксплуатационных качеств в грунт основания дороги внедряют неизвлекаемые сваи, размещаемые по определенным схемам в соответствии с задачами, стоящими перед строителями.

Известен способ возведения дорожной одежды, в котором неизвлекаемые армированные сваи забиты на начальной стадии строительства в земляное полотно (деятельный слой) через уплотненный подстилающий песчаный слой по краям дорожной одежды и по оси дороги на некотором расстоянии друг от друга и связаны горизонтальными арматурными элементами [патент RU 2027822].

Однако существующий способ использования неизвлекаемых свай не дает гарантии сохранения стабильности физико-механических свойств дорожной одежды, если такие сваи внедрить в деятельный слой уплотненного грунтового основания по кромке проезжей части перед удалением грунта обочины и откоса насыпи. Реконструируемая дорожная одежда из-за наличия больших промежутков между сваями и временного разрыва между установкой свай и последующим монтажом арматурных элементов начнет медленно незаметно для глаз расширяться в горизонтальной плоскости в направлении выработки. При этом происходит разуплотнение материала конструктивных слоев с потерей прочности и несущей способности дорожной конструкции. В будущем это обязательно проявится в виде колеи и просадок на поверхности покрытия. Приведенное критическое замечание можно распространить на все другиге способы и технологические приемы реконструкций и ремонта дорожных конструкций, при которых осуществляется боковое вскрытие слоев дорожной одежды или устройство выработок в теле дороги.

Целью настоящего изобретения является гарантированное обеспечение стабильности физико-механических свойств и сохранности напряженно-деформированного состояния материалов конструктивных слоев старой существующей дорожной одежды от разуплотнения.

Поставленная цель достигается сочетанием и строгой последовательностью технологических операций, выполняемых набором существующих машин и механизмов без применения ручного труда. Применение метода сооружения «стены в грунте», оправдавшего себя в строительстве, с использованием оригинальных извлекаемых и неизвлекаемых свай с оригинальным размещением их в теле дороги на границе дорожной одежды и грунтовой обочины до начала земляных работ по удалению грунта обочины и откоса насыпи, в сочетании с другими предлагаемыми операциями образует единое целостное решение. Внедренные в тело дорожной конструкции сваи в виде вертикальной стены из шпунтовых свай лишь доуплотняют прилегающие слои дорожной конструкции и не позволят им в будущем расшириться в горизонтальном направлении и осыпаться в сооруженное рядом корыто. Конструктивные слои дорожной одежды не имеют даже минимального времени и пространства на самопроизвольное разуплотнение под механическим воздействием проходящего по дороге транспорта, что и гарантирует достижение поставленной цели.

Признанию заявленного изобретения препятствуют «Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог» ВСН24-88, М., «Транспорт», 1989, п.5.3, стр.125, 126 и учебник для ВУЗов под ред. А.П. Васильева и В.М. Сиденко «Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения», «Транспорт» М., 1990, стр.177-179. В данных источниках не предусмотрены меры по сохранению напряженно-деформированного состояния дорожной одежды в процессе ее уширения, что достигается настоящим изобретением. Считаем, что целесообразно данному изобретению присвоить название «боковой упор Меркушова при уширении дорожной конструкции».

На фиг.1 - трехмерное изображение фрагмента дорожной конструкции, одна из сторон которой уширяется по первому способу; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - трехмерное изображение фрагмента реконструированной по второму способу с одной стороны дорожной конструкции без смещения оси дороги; на фиг.5 - извлекаемая металлическая шпунтовая свая, применяемая в способе уширения по п.1; на фиг.6 - неизвлекаемая железобетонная свая, применяемая в способе уширения по п.2.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала вдоль кромки А (см. фиг.1) плотного асфальтобетонного покрытия 1 автогрейдер выполняет на уровне нижней плоскости В пористого асфальтобетонного покрытия 2 горизонтальный срез треугольного сечения 3 грунта обочины 4, одновременно сдвигая грунт на откос насыпи 5. Затем дисковой фрезой перпендикулярно плоскости С дорожного покрытия 1 или вертикально обрезается кромка А этого покрытия и слоя пористого асфальтобетонного покрытия 2 на минимальную ширину, но не более 100 мм с целью получения качественной целостной плоскости D будущего стыка старого и нового покрытия. Проходя ковшом вдоль плоскости D на уровне горизонтального дна Е среза треугольного сечения 3, погрузчик собирает в ковш все обломки обрезанной кромки А для вторичной переработки. Горизонтальная плоскость Е станет площадкой для размещения вертикальной технологической стены в грунте и будет удобным ориентиром при погружении в тело дорожной конструкции свай 6 стены. Извлекаемая свая 6 (см. фиг.5), заостренная снизу, с плоским торцом сверху и овальной проушиной F под крюк, выполнена из металлического шпунтового профиля, обладающего высокой прочностью и устойчивостью при погружении. Длина свай 6 одинаковая в пределах участка реконструируемой дороги, имеющего одну толщину дорожной одежды 7. При установке сваи из-за конструктивных особенностей шпунтового профиля через одну вплотную примыкают шпунтами к плоскости D, а сопряженные с ними сваи развернуты относительно первых на 180° и не касаются плоскости D. Сооружение свайной стены в грунте осуществляется самоходной сваевдавливающей установкой, не оказывающей вредного воздействия на дорожную одежду. Погружение свай в тело дорожной конструкции завершается, когда верхние концы свай 6 с проушинами F возвышаются над уровнем горизонтального дна Е среза грунта обочины 3 на минимальную высоту, достаточную для размещения захвата грузоподъемного механизма. При этом нижний конец каждой сваи за счет выверенной длины сваи оказывается в толще деятельного (рабочего) слоя 8 уплотненного грунтового основания на достаточной глубине, обеспечивающей устойчивость сваи и стены в грунте в целом. Сооруженная свайная стена позволяет приступить автогрейдеру к удалению грунта обочины 4 и откоса насыпи 5 вдоль всего сооружения без опасения обрушения и разрушения дорожной одежды 7. Глубина подготовленного корыта до уровня G низа дорожной одежды 7, а ширина его достаточная для создания дополнительной полосы 9 (см. фиг.4) деятельного слоя 8 грунтового основания на расчетную величину уширения. Дополнительная полоса 9 деятельного слоя 8 рекомендуемой толщины устраивается встык с уже существующей с послойным уплотнением грунта до максимальной плотности при оптимальной влажности. Затем устраивают все конструктивные слои новой дорожной одежды 10 из материалов, аналогичных материалам старой дорожной одежды 7 по качеству, толщине и степени уплотнения, при этом устройство каждого слоя сопровождается подсыпкой грунта на обочину земляного полотна с одновременным уплотнением всего уровня.

Затем осуществляется поэтапное, после уплотнения каждого слоя, извлечение с использованием грузоподъемного механизма каждой сваи 6 на величину, равную толщине данного слоя, а после уплотнения на 50% последнего слоя 11 дорожной одежды 10 все сваи извлекают полностью и перевозят на следующий участок. После чего устраивается новое двухслойное покрытие из пористого 12 и плотного 13 асфальтобетона, примыкающее по плоскости D к старому покрытию 1 и 2. Следом без промедления устраивают защитный слой 14 асфальтобетонного покрытия по полной ширине укрепленной поверхности со смещением или без смещения оси О дороги. Смещение оси дороги достигается профилированием асфальтобетонной смеси замыкающего слоя 14 перед ее уплотнением. Завершается процесс подсыпкой и уплотнением слоя грунта 15 на обочине.

Изобретение п.2 отличается от первого применением железобетонных неизвлекаемых шпунтовых свай 16 (см. фиг.6) для сооружения стены в грунте на том же месте на горизонтальной плоскости Е. При установке сваи 16 вплотную примыкают длинной стороной сечения к плоскости D старого покрытия. Завершается погружение сваи в тело дорожной конструкции при совпадении плоскости ее верхнего торца с горизонтальной плоскостью Е среза. Кроме того, при устройстве конструктивных слоев новой дорожной одежды 10 не производят поэтапное извлечение свай 16, а оставляют их в теле дорожной конструкции, укрепляя конструкцию в целом. Затем торцы свай 16 стены в грунте накрываются слоями пористого 12, плотного 13 и замыкающего 14 покрытий. Способ менее трудоемкий, чем первый, и повышает прочность дорожной конструкции, но требует применение расходуемых в процессе свай. Внешний вид участков реконструкции автомобильных дорог, устроенных по первому и второму способам, совершенно одинаковый.

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к строительству дорожных конструкций с асфальтобетонным покрытием нежесткого типа. Способ уширения дорожной конструкции включает выполнение вдоль кромки покрытия горизонтального среза грунта обочины на глубину, равную толщине существующего покрытия с одновременным удалением его на откос насыпи дороги, обрезку кромки перпендикулярно плоскости покрытия или вертикально на величину не более 100 мм, удаление обломков в ковш погрузчика для вторичного использования, сооружение вертикальной «стены в грунте» из извлекаемых металлических шпунтовых свай, вплотную примыкающей к обновленной кромке покрытия, при этом нижние концы свай внедрены в деятельный слой уплотненного грунтового основания на достаточную глубину, а верхние концы свай с проушинами возвышаются над уровнем горизонтального дна среза грунта обочины на минимальную высоту, достаточную для размещения захвата грузоподъемного механизма. Затем вдоль стены в грунте производят удаление грунта обочины и откоса насыпи до низа дорожной одежды и здесь устраивают деятельный слой грунтового основания рекомендуемой толщины на расчетную величину уширения с послойным уплотнением грунта до максимальной плотности при оптимальной влажности. На деятельном слое устраивают все конструктивные слои дорожной одежды из материалов, аналогичных материалам старой дорожной одежды по качеству, толщине и степени уплотнения. Затем устраивают новое покрытие, примыкающее по плоскости к старому покрытию, аналогичное ему, и следом защитный слой асфальтобетонного покрытия по полной ширине укрепленной поверхности со смещением при необходимости оси дороги путем профилирования. Завершают процесс подсыпкой грунта на обочину и уплотнением его. При втором способе уширения дорожной конструкции используют неизвлекаемые железобетонные шпунтовые сваи для сооружения на том же месте стены в грунте без поэтапного извлечения их при устройстве слоев дорожной одежды, оставляя верхние торцы свай на уровне горизонтального дна среза грунта обочины, а затем накрывают их слоями покрытия. Технический результат - гарантированное сохранение несущей способности существующей дорожной одежды и обеспечение возможности пропуска транспортного потока по дороге без строительства объездного пути, способствующих удешевлению стоимости дорожно-ремонтных работ, увеличению межремонтных сроков с сохранением на длительный период ее высоких транспортно-эксплуатационных показателей. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ уширения дорожной конструкции, включающий забивку свай в земляное полотно через уплотненный подстилающий слой дорожной одежды с расположением их верхних торцов выше уровня подстилающего слоя перед формированием покрытия, отличающийся тем, что на участке намеченного уширения дороги вдоль кромки покрытия автогрейдером выполняют горизонтальный срез грунта обочины на глубину, равную толщине существующего покрытия с одновременным удалением его на откос насыпи, дисковой фрезой перпендикулярно плоскости покрытия или вертикально обрезают эту кромку на ширину не более 100 мм и собирают обломки кромки в ковш фронтального погрузчика для вторичной переработки, самоходной сваевдавливающей машиной сооружают вертикальную «стену в грунте» из извлекаемых металлических шпунтовых свай, вплотную примыкающую к обновленной кромке покрытия, при этом нижние заостренные концы свай внедрены в деятельный слой уплотненного грунтового основания на достаточную глубину, а верхние концы свай с проушинами возвышаются над уровнем горизонтального дна среза грунта обочины на минимальную высоту, достаточную для размещения захвата грузоподъемного механизма, затем вдоль стены в грунте автогрейдером удаляют грунт обочины и откоса насыпи до низа дорожной одежды, устраивают деятельный слой грунтового основания рекомендуемой толщины, на расчетную величину уширения, с послойным уплотнением грунта до максимальной плотности при оптимальной влажности и все конструктивные слои новой дорожной одежды из материалов, аналогичных материалам старой дорожной одежды по качеству, толщине и степени уплотнения, обеспечивая боковой упор материалу каждого конструктивного слоя подсыпкой грунта на обочину с одновременным уплотнением всего уровня, при этом поэтапно после уплотнения каждого слоя дорожной одежды сваевдавливающей машиной извлекают каждую сваю на величину, равную толщине данного слоя, а после уплотнения на 50% последнего слоя дорожной одежды все сваи извлекают полностью, после чего устраивают новое покрытие, примыкающее по плоскости обрезки кромки к старому покрытию, аналогичное ему, защитный слой асфальтобетонного покрытия по полной ширине укрепленной поверхности со смещением при необходимости оси дороги путем профилирования и завершают процесс подсыпкой грунта на обочину с уплотнением его на уровне покрытия.

2. Способ уширения дорожной конструкции, включающий забивку железобетонных неизвлекаемых свай в земляное полотно через уплотненный подстилающий слой дорожной одежды, перед формированием покрытия, отличающийся тем, что на участке намеченного уширения дороги вдоль кромки покрытия автогрейдером выполняют горизонтальный срез грунта обочины на глубину, равную толщине существующего покрытия с одновременным удалением его на откос насыпи, дисковой фрезой перпендикулярно плоскости покрытия или вертикально обрезают эту кромку на ширину не более 100 мм и собирают обломки кромки в ковш фронтального погрузчика для вторичной переработки, самоходной сваевдавливающей машиной сооружают вертикальную «стену в грунте» из не извлекаемых железобетонных шпунтовых свай, вплотную примыкающую к обновленной кромке покрытия, причем верхние торцы свай устанавливают на уровне горизонтального дна среза грунта обочины, при этом нижние заостренные концы свай за счет выверенной длины внедрены в деятельный слой уплотненного грунтового основания на достаточную глубину, затем вдоль стены в грунте автогрейдером удаляют грунт обочины и откоса насыпи до низа дорожной одежды, устраивают деятельный слой грунтового основания рекомендуемой толщины, на расчетную величину уширения, с послойным уплотнением грунта до максимальной плотности при оптимальной влажности и все конструктивные слои новой дорожной одежды из материалов, аналогичных материалам старой дорожной одежды по качеству, толщине и степени уплотнения, обеспечивая боковой упор материалу каждого конструктивного слоя подсыпкой грунта на обочину с одновременным уплотнением всего уровня, после чего устраивают новое покрытие, аналогичное старому, закрывающее торцы свай, примыкающее по плоскости обрезки кромки к старому покрытию, и завершают процесс подсыпкой грунта на обочину с уплотнением его на уровне покрытия.