Дорожная конструкция Советский патент 1984 года по МПК E01C3/06 

iL .mw

4

00 .: Фиг. / Изобретение относится к строитель ству и эксплуатации автомобильных дорог и может быть использовано в районах, характеризующихся глубоким сезонным промерзанием грунтов и высоким уровнем грунтовых вод. Известна дорожная конструкция с поперечными дренажными прорезями, включающая дорожную одежду и земляное полотно, в котором расположены поперечные дренажные прорези, запалненные как под проезжей частью, так и под откосами одним и тем же дренирующим материалом - крупнопористым каменным материалом tl 3Недостатком данной дорожной конст рукции с поперечными дренажшдми прорезями является низкая прочность дорожной конструкции в весенний пери од, обусловленная тем, что дренирующий материал поперечной дренажной прорези (один и тот же под проезжей частью и под откосами оттаивает под последними значительно позже, чем под проезжей частью, что способствует переувлажнению грунтов земляного полотна из-тза невозможности отвода воды через, дренажную прорезь, расположенную под откосами. Наиболее близкой по технической .сущности и достигаемому результату н изобретению является дорожная конструкция, включающая дорожную одежду и земляное полотно, в котором образованы поперечные дренажные скважины заполненные дренирующим материаломСЗ Недостатками данной дорожной конструкции с поперечными дренажнь1ми скважинами являются, кроме указанного/ малый срок службы дренажных скважи заполненных крупнозернистым пескомили щебеночным отсевом с размерами частиц до 15 мм, обусловленный тем, что при высоте капиллярного поднятия жидкости в этих материалах, составля ющей 10-15 см, вместе с жидкостью захватываются и пылеватые чаСтицы, заиливающие до высоты капиллярного поднятия дренирующий материал. Целью изобретения является повышение прочности в весенний период и увеличение сроков службы дорожной конструкции. Поставленная цель достигается тем что в дорожной конструкции, содержащей дорожную одежду и земляное полотно, в котором образованы поперечные дренажные сквс1жины, заполненные дренирующим материалом, дренажные скважины на участках, расположенных под проезжей частью дорожной одежды, заполнены измельченными отходами . древесного материала, предварительно обработанного масляными антисептиками На фиг. 1 изображена дорожная кон струкция, поперечный профиль; на фиг. 2 - разрез А-Л на фиг. 1. Описываемая дорожная конструкция . содержит дорожную одежду 1 и земляное полотно 2, в котором образованы поперечные дренажные скважины 3, заполненные на участках, расположенных под проезжей частью дорожной одежды, измельченными отходами древесного материала 4, предварительно обработанными масляными антисептиками (сланцевым маслом., битумом, талловым пеком или креозотовым масломЬ а на участках, расположенных под откосами земляного полотна 2, - традиционным дренирующим материалом 5 (крупнозернистым песком или щебеночным отсевом с размерами частиц до 15 мм/. Расстояние между поперечными дренажными скважинами зависит от целого ряда конкретных характеристик и определяется согласно известной методике. Предлагаемую дорожную конструкцию устраивают следующим образом. Сначала пневмопробойником ИП-4603 (не показан) по разметке пробивают скважину до оси дороги. В передвижной смесительной установке ДС-4 (не показана /измельченная древесная кора обрабатывается при 50-60с сланцевым маслом. Расход сланцевого масла составляет 70-130 кг на 1 м измельченного древесного материала. Затем с помощью зарядной установки типа УЗС-1500 заполняют скважину обработанной сланцевым маслом измельченной древесной корой с размерами частиц 10-20 мм на величину равную половине проезжей части. Далее, заполняют с помощью зарядной установки типа УСЗ-1500 оставшуюся часть скважины традиционным дренажным материалом крупнозернистым песком. После этого повторяют работы с другой стороны откоса. Описываемая дорожная конструкция екомендуется для автомобильных дорог Ш-У технических категорий, устроен ных на участках с высок-им уровнем грунтовых вод и глубоким сезонным промерзанием грунтов. Преимущества предлагаемой дорожной конструкции в срав 1ении с известной заключаются в следующем. Прочность описанной дорожной конструкции в весенний период выше, так как оттаивание измельченных древесных отходов в сравнении с традиционными дренажными материалами значительно замедляется. Так, коэффициент теплопроводности измельченных древесных отходов даже во влажном состоянии равен 0,200,25 Вт/м.К, что более чем в 7 раз меньше, чем у традиционных дренажных материалов (у щебня 1,86 Вт/м.К, у крупнозернистого песка 1, 74Вт/м. К |, а удельная теплоемкость измельченных

древесных отходов составляет около 3,08 КДж/кг.К, что в 3 раза выше, чем у традиционных дренажных материалов (у щебня 0,84 КДж/кг.К, у крупнозернистого песка 1,09 КДж/кг.К). Кроме того, обработка масляньш антисептиком древесных материалов улучшает их теплозащитные свойства за счет снижения влагонакопления, а коэффициент теплопроводности таких антисептиков, как сланцевое масло, битум, талловый пек мал и составляет 0,17-0,23 Вт/м.К.

По результатам испытаний установлено, что замедление оттаивания теплоизолирующего слоя из измельченной древесной коры под проезжей частью в сравнении с традиционными слоями составляет 40%-от общего времени промерзания дорожной конструкции.

В опасный весенний период, когда еще не оттаяла дренажная скважина, заполненная под откосами традиционным дренажным материалом, также не происходит оттаивание дренажной скважины, заполненной под проезжей частью измельченными древесными материалами. В это время дренажная скважина, заполненная древесными частицами., находится в мерзлом состоянии подобно шпале и усиливает прочность дорожной конструкции. За счет хороших теплофизических свойств древесных материалов происходит практически одновременное оттаивание поперечной дренажной скважины как под проезжей частью, так и под откосами, что способствует быстрому удалению воды из земляного полотна без его продолжительного и существенного переувлажнения. За счет применения описанной дорожной конструкции можно избежать ограничения тяжелого движения в весенний период или движения автомобильного транспорта.

Находящаяся в весенний период в переувлажненном грунте мерзлая дренажная скважина увеличивает модуль упругости и повышает сдвигоустойчивость грунта земляного полотна, что в свою очередь увеличивает прочность дорожной конструкции. По результатам расчета по допускаемому упругому прогибу по вен 46-72 установлено, что эквивалентный модуль упругости на поверхности традиционной дорожной конструкции (мелкозернистый асфальтобетон, толщина 4 см, модуль упругости Е 4J 1500 МПа; среднезернистыи асфальтобетон 5 см, Е, 1000 МПа; шебень 21 см, Е 400 МПа, песок крупнозернистый 30 см, МПа; суглинок пылеватый Е,, 20 МПа / равен

173,2 МПа, а на поверхности конструкции с земерзшей дренажной скважиной (толщина скважины 15 см, глубина заложения 1,0 м, Е,, 500 МПа) равен 194,8 МПа. Так как дренажные скважи0 ны размещаются друг от друга по длине конструкции на некотором расстоянии, то можно предположить, что эквивалентный модуль упругости предлагаемой дорожной конструкции равен

5 173,2±194,8 g,o „„ следова2

тельно, эквивалентный модуль упругости на поверхности предлагаемой дорожной конструкции на 6% больше,

0 чем известной. При других глубинах заложения от поверхности покрытия и толщинах дренажной, скважины также наблюдается прочность описанной дорожной конструкции выше, чем извест5 ной.

Срок службы дренажной скважины увеличивается, так как высота капиллярного поднятия измельченных древесных материалов, обработанных масляным

0 антисептиком, определенная по результатам лабораторных испытаний, составляет 6,9-7,8 см, что почти в 2 рава меньше, чем у традиционного дренажного материала - щебеночного отсева

5 и крупнозернистого песка -{высота капиллярного поднятия их 10-15 см/. Меньшая высота капиллярного поднятия способствует более продолжительному времени и меньшей высоте заили0 вания дренажного материгша, что

увеличивает срок службы дренажной , скважины и, как результат, почти в .2 раза сроки службы дорожной конструкции.

5 Пропускная способность дренажной скважины под проезжей частью выше, так как коэффициент фильтрации измельченных древесных материалов, обработанных масляными антисептиками,.

50 более чем в 2 раза больше, чем у традиционного дренажного материала, имеющего коэффициент фильтрации, равный 59 м/сут. Больший коэффициент фильтрации дренажного материала опре55 деляет большую пропускную способность поперечной дренажной скважины род проезжей частью.

.n.s7 Ju.-Sijr:. r-js ,-2L

ДОРОЖНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, содержащая дорожную одежду и земляное полотно, в котором образованы поперечные дренажные скважины, заполненные дренирующим материалом, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности в весенний период и увеличения сроков службы дорожной конструкции, дренажные скважины на участках, расположенных под проезжей частью дорожной одежды, запалнен1 измельченными отходами древесного материала, предварительно обработанного масляными антисептиками. (Л

/7

-rp 1 . 3-H-E2 5:cc. r.-r-.

7 7.n i, I