Способ строительства дороги Российский патент 2025 года по МПК E01C5/20 

Изобретение относится к области строительства, в частности, к области дорожного, аэродромного, железнодорожного строительства и может быть использовано при строительстве временных и постоянных дорог, также в процессе ремонта и реконструкции существующих дорожных покрытий. Кроме того, изобретение может быть использовано при строительстве пешеходных и велосипедных дорог, парковок и тротуаров, площадей и площадок и др.

Предложенный способ предполагает использование сборной конструкции при строительстве дороги и относится к одному из способов, относящихся к принципиально новым направлениям строительства дорог, которые позволяют за короткое время возводить качественное и надежное дорожное покрытие, упростив процесс строительства дороги за счет исключения операций по возведению песчано-гравийного слоя.

Из уровня техники известен способ возведения дорожной одежды, раскрытый в патенте RU 2508428 C1, кл. Е01С 3/06, опубл. 27.02.2014, заключающийся в том, что в грунт земляного полотна вбивают железобетонные сваи, к сваям прикрепляют железобетонные плиты, установленные на грунте земельного полотна. Между плитами на грунте земельного полотна располагают слой песка. На слое песка размещают слой щебня, на который укладывают асфальтобетонный слой.

Данная технология возведения дорожной одежды является трудоемкой и недостаточно надежной, поскольку существует вероятность воздействия грунтовых вод на ее песчаный слой и, соответственно, образования в дальнейшем дефектов дорожного покрытия.

Также из уровня техники, а именно, из патента RU 2431714 C1, кл. Е01С 3/00, 11/18, опубл. 20.10.2011 известен способ возведения дорожного покрытия, использующий арматурный каркас. На собранный арматурный каркас наносят бетонный слой таким образом, чтобы оказались омоноличенными верхние стержни пространственного арматурного каркаса и примыкающие к ним незначительные по высоте верхние части наклонных стержней, а арматурный каркас, в основном, остался полым. Далее готовый несущий слой (арматурный каркас с бетонным слоем) устанавливают на подстилающий слой. На бетонный слой, в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации, наносят слой дорожной одежды.

Данное решение, также как и предложенное, исключает возведение песчано-гравийного слоя при строительстве дороги, однако является трудоёмким и материалоемким.

Таким образом, техническая проблема заключается в создании способа строительства дороги любой категории и любого назначения, позволяющего упростить процесс строительства, снизить временные затраты на строительство и одновременно обеспечить надёжность возводимой дороги.

Технический результат заключается в упрощении технологии строительства дороги и снижении временных ресурсов, необходимых для ее возведения.

Для этого подготавливают грунтовое основание, уплотняют его, далее на подготовленное грунтовое основание укладывают герметичные пластиковые блоки, каждый из которых выполнен высотой от 100 до 1000 мм, заполнен гранулами пенополистирола, соединяют близлежащие герметичные пластиковые блоки между собой посредством соединения шип-паз и/или троса, проложенного через сквозные отверстия, выполненные в герметичных пластиковых блоках, и/или c помощью одного из соединений: сваркой или склеиванием, следующим слоем укладывают дорожное покрытие в виде железобетонных плит для обустройства постоянной дороги.

В частном случае осуществления изобретения на железобетонные плиты укладывают асфальтовое покрытие.

В частном случае осуществления изобретения на железобетонные плиты укладывают монолитное бетонное покрытие.

В частном случае осуществления изобретения дополнительно на слой, выполненный из герметичных пластиковых блоков, укладывают временные железобетонные плиты, после чего на них укладывают дорожное покрытие в виде железобетонных плит для обустройства постоянной дороги.

Использование в изобретении герметичных пластиковых блоков, выполненных высотой от 100 до 1000 мм, заполненных гранулами пенополистирола, обусловлено его долговечностью за счет наличия герметичного корпуса из пластика, который выполняет защитную функцию. Кроме того, такой блок обеспечивает поддержание своей первоначальной формы, исключая возможность деформации. Толщина стенки герметичного пластикового корпуса может быть выбрана в интервале от 5 до 100 мм в зависимости от категории возводимой дороги.

Кроме того, в одном из вариантов реализации изобретения для увеличения прочности и устойчивости блока к деформациям герметичный пластиковый блок может быть выполнен с по меньшей мере одним пластиковым ребром жесткости, размещенным внутри блока перпендикулярно направлению основных нагрузок.

Кроме того, в одном из вариантов реализации изобретения герметичный пластиковый блок может содержать внутри пластиковую структуру, образованную ребрами жесткости в виде сот, квадратов, треугольников и иных геометрических фигур. Такая конструкция способствует значительному повышению прочности и устойчивости блока к различным видам деформаций.

Предпочтительным материалом для изготовления пластикового блока и ребер жесткости является полиэтилен низкого давления (ПНД), полиэтилен высокого давления (ПВД), сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМП), поливинилхлорид (ПВХ), также могут использоваться другие полимерные материалы, в частности, полипропилен, полистирол, полиуретан, полиолефин и др.

Возведение слоя из герметичных пластиковых блоков высотой от 100 до 1000 мм, заполненных гранулами пенополистирола и соединенных между собой, позволяет эффективно распределять нагрузку, оказываемую транспортными средствами на подстилающий грунт, при этом исключая трудоемкие операции по возведению песчано-гравийного слоя, что позволяет упросить технологию строительства дороги и сократить время ее возведения до 3-8 раз относительно способов строительства дороги, упомянутых выше.

Экспериментальным и расчётным путями было установлено, что при высоте герметичных пластиковых блоков менее 100 мм возведенная дорога не обеспечивает достаточную прочность и устойчивость конструкции в условиях эксплуатации, а при высоте грани более 1000 мм при достижении технического результата увеличивается ее материалоемкость.

В связи с чем, в целях обеспечения достижения технического результата были использованы герметичные пластиковые блоки высотой от 100 до 1000 мм. Таким образом, возведенная дорога обеспечивает прием нормативной нагрузки, включающей в себя одну двухосную тележку с нагрузкой на ось 10К (кН) и равномерно распределенную вдоль дороги нагрузку q интенсивностью 11,5 (кН/м), соответствующую автомобильным дорогам с капитальными дорожными одеждами в соответствии с установленным стандартами в области строительства дорог, в частности, с ГОСТ 32960-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения».

Для реализации соединения герметичных пластиковых блоков по принципу шип-паз снабжают по меньшей мере одну боковую стенку каждого герметичного пластикового блока по меньшей мере одним пазом и/или одним шипом. Для возможности соединения блоков с помощью троса выполняют в по меньшей мере двух боковых стенках каждого блока по меньшей мере одно отверстие, предназначенное для продевания троса.

При сварке блоков может быть использована термическая, экструзионная, радиочастотная, ультразвуковая или лазерная сварка. Для склеивания блоков используют различные виды клеевых составов, включая те, что основаны на метилакрилате, полиуретане, акриле, цианакрилате, эпоксидных смолах, силиконе, муравьиной кислоте, 12%-ном водном растворе фенола или сесквигидерате гексафторацетоне, выбор которых зависит от материала блоков. При этом боковые стенки блоков при таких видах соединения как склеивание или сварка могут не иметь шипов и/или пазов и/или отверстий.

Каждый из указанных видов соединений герметичных пластиковых блоков является быстрым и прочным и позволяет снизить время строительства дороги. Кроме того, комбинация таких способов соединения блоков дополнительно позволяет увеличить надежность такого соединения и его прочность.

При этом под соединением шип-паз понимается любое известное из уровня техники соединение, обеспечивающее прочное и надежное крепление двух элементов друг к другу с помощью шипов и ответных пазов, в частности, это может быть соединение «прямой шип», где шип имеет прямоугольную форму и входит в соответствующий паз, соединение «двойной прямой шип», при котором используют два параллельных прямых шипа для обеспечения прочности соединения, гребенчатый шип «зубчатое соединение», при котором шипы имеют трапециевидные зубцы, которые входят в соответствующие пазы для обеспечения высокой прочности и стабильности соединения или гребенчатый шип «ласточкин хвост», при котором углы шипов скошены под углом, напоминая хвост ласточки, для обеспечения высокой надёжности соединения и др.

Блоки выполняют в форме многоугольников, предпочтительно в форме куба или прямоугольника с длиной стороны от 500 мм до 10000 мм включительно.

При этом по меньшей мере одна боковая стенка герметичного пластикового блока может иметь по меньшей мере один желоб или паз разной конфигураций и формы, соединяющий верхнюю стенку блока с нижней для отвода воды, освобождающейся при оттаивании мерзлых грунтов, а также воды, проникающей с поверхности дороги. В частности, желоба или пазы могут быть размещены вертикально, ступенчато, диагонально и т.д., желоба могут иметь U-образный профиль, пазы - П-образный профиль. Также для возможности отвода воды сквозь слой герметичных пластиковых блоков по меньшей мере одна боковая стенка блока может иметь по меньшей мере один выступ или утолщение длиной от 0,5 до 3 см включительно для возможности образования зазора между блоками в 0,5 - 3 см при их соединении. Требование к коэффициенту фильтрации дороги может быть выполнено за счёт количества пазов и/или желобов, их размеров, а также длины выступов.

Возводят дорогу в соответствии с предложенным способом следующим образом. На первом этапе строительства дороги подготавливают основание. Для этого при помощи бульдозера осуществляют выборку верхнего слоя почвы на глубину от 10 до 100 см, погрузку и вывоз выработанного грунта. Далее выполняют уплотнение основания грунтовыми виброкатками. После чего укладывают герметичные пластиковые блоки, снабженные шипами и пазами на подготовленное основание, соединяя близлежащие блоки друг с другом. В случае использования герметичных пластиковых блоков, снабженных сквозными отверстиями, выполненными в процессе производства блока, их соединяют с помощью троса. Герметичные пластиковые блоки, не имеющие пазов и/или шипов и/или отверстий, соединяют с помощью сварки или склеиванием. Также согласно изобретению предусмотрена возможность комбинировать способы соединения блоков, так, например, возможно соединять блоки с помощью соединения шип-паз, с помощью троса, а также для повышения надежности с помощью одного из соединений: сварки или склеивания, также возможны варианты соединения блоков с помощью троса и одного из соединений: сварки или склеивания или с помощью соединения шип-паз и одного из соединений: сварки или склеивания.

Следующим слоем укладывают дорожное покрытие в виде временных железобетонных плит или железобетонных плит для обустройства постоянной дороги.

Таким образом, предложенный способ позволяет упростить процесс строительства дороги и сократить время ее возведения до 3-8 часов по сравнению с традиционными способами, при этом не уступая в ее надежности.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве временных и постоянных дорог. Технический результат - упрощение технологии строительства дороги. На подготовленное грунтовое основание укладывают герметичные пластиковые блоки, каждый из которых выполнен высотой от 100 до 1000 мм, заполнен гранулами пенополистирола. Соединяют близлежащие герметичные пластиковые блоки между собой посредством соединения шип-паз и/или троса, проложенного через сквозные отверстия, выполненные в герметичных пластиковых блоках, и/или c помощью одного из соединений: сваркой или склеиванием. Следующим слоем укладывают дорожное покрытие в виде железобетонных плит для обустройства постоянной дороги. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ строительства дороги, заключающийся в том, что подготавливают грунтовое основание, уплотняют его, далее на подготовленное грунтовое основание укладывают герметичные пластиковые блоки, каждый из которых выполнен высотой от 100 до 1000 мм, заполнен гранулами пенополистирола, соединяют близлежащие герметичные пластиковые блоки между собой посредством соединения шип-паз и/или троса, проложенного через сквозные отверстия, выполненные в герметичных пластиковых блоках, и/или c помощью одного из соединений: сваркой или склеиванием, следующим слоем укладывают дорожное покрытие в виде железобетонных плит для обустройства постоянной дороги.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на железобетонные плиты укладывают асфальтовое покрытие.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на железобетонные плиты укладывают монолитное бетонное покрытие.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно на слой, выполненный из строительных блоков, укладывают временные железобетонные плиты, после чего на них укладывают дорожное покрытие в виде железобетонных плит для обустройства постоянной дороги.