Дорожная конструкция Советский патент 1992 года по МПК E01C3/00 

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано при сооружении земляного полотна и дорожных одежд преимущественно на грунтах с низкой несущей способностью (торф, ил, переувлажненный грунт).

В современном дорожном строительстве известна конструкция на слабых грунтах, содержащая гибкую прослойку, например, из нетканого синтетического материала, расположенную на слабом грунте, поверх которого расположены вышележащие слои дорожной конструкции. Известна конструкция, в которой дорожная одежда размещается на водонепроницаемой прослойке, которая выполнена составной из жестко соединенных между собой по длине конструкции секций, каждая из которых состоит из двух элементов, обладающих положительной плавучестью, расположенных поперек конструкции, и натянутой между ними охватывающей мембраны из стеклоткани 1,

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является дорожная конструкция, содержащая земляное полотно и дорожную одежду, расположенную на гибкой прослойке, уложенной на опорные элементы. При этом в качестве опорных элементов используют дискретно размещенные на земляном полотне горизонтальные или в грунте полотна вертикальные стержни 2.

Недостатками данной конструкции и способа ее возведения являются сложность и высокие материале- и трудоемкость, связанные с необходимостью изготовления и установки опорных элементов.

Так, если использовать опорные элементы в виде вертикальных стержней, то при возведении конструкции на болоте их необходимо заглублять до минерального дна, чтобы они могли воспринимать вертикальную нагрузку, т. е. изготавливать опорные элементы длиной до - ескольких

СО

с

XI

ел

Ю Ю 00

метров. А если учесть, что опорные элементы (согласно изобретению) должны устанавливаться через каждые 0,2 - I м по всей площади дороги, то становится очевидным высокая сложность конструкции и большой объем материальных и трудовых затрат. К недостаткам конструкции следует также отнести недостаточную надежность ее работы, обусловленную тем, что при формировании чаш деформаций на контак- те дорожной одежды с земляным полотном из-за различий консолидационных свойств возможно местное нарушение предельього равновесия системы с непредсказуемым во времени образованием деформаций на по- верхности дорожной конструкции.

Кроме того, к недостаткам способа сооружения следует отнести образование чаш деформаций в процессе эксплуатации конструкции (при проезде транспорта), что сви- детельствует об очевидной ее недостаточной устойчивости и надежности.

Целью изобретения является упрощение дорожной конструкции, повышение ее устойчивости и надежности, а также сниже- ние материале- и трудоемкости сооружения.

Поставленная цель достигается тем, что в известной дорожной конструкции, включающей земляное полотно, опорные эле- менты, поверх которых размещены гибкая прослойка и дорожная одежда, согласно изобретению, опорные элементы выполнены из грунта земляного полотна путем вдавливания гибкой прослойки и имеют форму купола, причем высота и основание купопа находится з следующей зависимости:

. ,.... 90 (1 h i 0,5 I .

где h - высота купола, см;

I - основание купола, см;

е - допустимое предельное относительное удлинение материала гибкой прослойки, дол. ед.

Изготовление опорных элементов в виде грунтовых куполов в процессе вдавливания в грунт гибкой прослойки создает реактивное давление грунта на прослойку снизу, которое при совместном воздейст- вии давления, передаваемого сверху, приводит уплотнению грунта внутри купола с одновременным натяжением, гибкой прослойки (повышением ее жесткости), которая как бы опирается на уплотненный грунт по всей поверхности. Поэтому чем больше давление, передаваемое на гибкую прослойку сверху, тем больше возникает реактивное давление грунта на нее снизу, препятствующее погружению гибкой прослойки в слабый грунт, т. е. создается эффект положительной плавучести. Давление, которое можно передавать на гибкую прослойку куполообразной формы, обуславливается прочностью материала прослойки, его предельно допустимым удлинением. Зависимость

90 С 1 + е }

h 0,5 I .обеспечивает сохранение целостности гибкой прослойки при максимально возможном ее растяжении при создании куполообразной формы, поскольку удлинение прослойки связано с размерами куполов.

На чертеже изображена дорожная конструкция, поперечный разрез.

Дорожная конструкция содержит земляное полотно 1, в верхней части которого из грунта путем вдавливания гибкой прослойки 2 образованы опорные элементы 3, на гибкой прослойке размещена дорожная одежда 4.

П р и м е р . На поверхность земляного полотна из слабого грунта по известной технологии укладывают гибкую прослойку, например, из нетканого синтетического материала Ф-1А, после чего производят ее дискретное вдавливание в слабый грунт. Для этой цели может быть использован, например, кулачковый каток ДУ-26А, имеющий вес с балластом до 9 т; без балласта 5 т; высоту кулачков 20 см; диаметр кулачков 6,2 см; расстояние между смежными кулачками (точками вдавливания) 40 см; ширину уплотняемой полосы 180 см.

При погружении кулачка на всю его высоту высота купола, образованного гибкой прослойкой, будет равна 20 см, а диаметр основания купола (основание чаши деформации) будет равняться расстояние между смежными кулачками катка, т. е. 40 см. Учитывая, что предельное относительное удлинение Ф-1А составляет 0,7, осуществим по предложенной зависимости проверку на сохранение целостностной гибкой прослойки при прохождении по ней катка ДУ-26А в процессе образования верха земляного полотна куполообразной формы с высотой куполов 20 см и диаметром 40 см 1 +0.7

3,14

20 22,8

Так как расчетное значение высоты купола больше ее фактического значения, то разрыва гибкой прослойки при образовании куполов катком ДУ-26А не произойдет. При этом возможности гибкой прослойки недоиспользуются. Для максимального их использования можно, например, увеличить высоту кулачка или уменьшить расстояние между кулачками.

Необходимо также проверить возможность прохождения катка по прослойке без

его погружения в слабый грунт, т. е. должны погружаться в грунт только кулачки катка. При необходимости увеличения вдавливающей нагрузки загружают каток балластом.

Вдавливание гибкой прослойки в слабый грунт осуществляют за один проход катка по одному следу последовательным перемещением катка от краев к середине земляного полотна. При этом каждый последующий проход катка производится на расстоянии, равном 40 см (расстояние между смежными точками вдавливания).

После вдавливания гибкой прослойки в слабый грунт поверх нее по известной технологии методом от себя производят распределение материала дорожной одежды с последующим его уплотнением.

Использование предлагаемой дорожной конструкции позволит за счет исключения необходимости изготовления и установки дополнительных опорных элементов повысить

надежность работы конструкции и уменьшить материале- и трудоемкость. Формула изобретения Дорожная конструкция, включающая земляное полотно, опорные элементы, на которых размещены гибкая прослойка и дорожная одежда, отличающаяся тем, что, с целью упрощения дорожной конструкции, повышения ее устойчивости и надежно- сти, а также снижения материало- и трудоемкости сооружения, опорные элементы выполнены из грунта земляного пс лотна путем вдавливания гибкой прослой ( и имеют форму купола, причем высота и основание купола находятся в зависимости

h 0,5 1 tg 90 ( 1 + Ј У71 ; где h - высота купола, см; I - основание купола, см;

Ј - допустимое предельное относи- тельное удлинение материала гибкой прослойки, дол. ед.

Использование: дорожное строительство. Сущность изобретения: дорожная конструкция включает земляное полотно, опорные элементы, выполненные из грунта земляного полотна путем вдавливания гибкой прослойки и имеющие форму купола. Причем высота и основание купола находятся в следующей зависимости: h 0,5 I tg 90 ( 1 + 8 УН , где h - высота купола, см; I - основание купола, см; Ј-допустимое предельное относительное удлинение материала гибкой прослойки, дол. ед.; л - постоянная величина, равная 3,14. Сверху гибкой прослойки размещены последующие слои дорожной одежды. 1 ил.

5