Дорожная одежда Советский патент 1980 года по МПК E01C7/32 

1

Изобретение относится к строительству и ремонту автомобильных до рог, а именно к конструкции дорожной одежды нежесткого типа.

Известна дорожная одежда, включаю- 5 щая основание (щебеночное или цементобетонное), верхний слой из асфальтобетона и промежуточный слойтолщиной около 6 MMf который выполнен из .« материала с вязкоупругими свойства- ми при низких усилиях сдвига и упругими свойствами при высоких скоростях сдвига. В качестве материгша промежуточного слоя используют композиции, содержащиег 30 - 60 вес. % 15 измельченного вулканизированного каучука, 20-50 вес. % мелкого наполнителя и 15-35 вес.% битума в виде 50-70 % эмульсии в воде. Промежуточный слой предназначен для за- 20 полнения и перекрытия трещин в основании, а также в качестве влагонепроницаемого барьера 1.

Недостаток одежды - слишком малая толщина эластичной прослойки, что 25 уже при незначительных неровностях основания приводит к оголению отдельных его участков. Увеличение же толщины прослойки приводит к снижению сдвигоустойчивости верхнего слоя 30

в плоскости раздела его с нижележащим слоем под действием горизонтальных сил, возникающих при изменении скорости движения транспорта.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является дорожная одежда, включающая размещенный на основании несущий слой, уложенный на нем промежуточный вязко-пластичный слой из органоминеральной композиции и верхний слой из асфальтобетона 2.

Органоминеральная композиция представляет собой гомогенную смесь типа мастики и состоит из минерального материала фракции 0-3 мм с содержанием около 20 вес. % зерен мельче 0,074 мм и 12,5 вес,% битума с пенетрацией 100-120 при 25°С.

Указанная дорожная одежда трещиностойка.

Недостаток ее - низкая деформационная устойчивость верхнего слоя покрытия под воздействием горизонтальных сдвигающих нагрузок тяжелого интенсивного движения. Сдвиг верхнего слоя относительно нижнего несущего слоя по . промежуточному пластичному слою приводит к деформациям волнообразования

гребенка

а пластичности

типа промежуточного слоя обуславливает де формации колейности верхнего слоя. Цель изобретения повьпиение дефо мационной устойчивости верхнего слоя покрытия. Цель достигается тем, что в дорож ной одежде, включающей размещенный на основании несущий слой, уложенный на нем промежуточный вязко-пластичний слой из органоминеральной компо зиции и верхний слой из асфальтобето .на,промежуточный слой выполнен из би тумного шлама, зерен щебня, отстоящих друг от друга на расстоянии 1-3 их дис1метра, причем зерна щебня рпер ты на несущий слой и внедрены в верх ний слой на величину равную 1/3-1/2 их диаметра. На чертеже изображена дорожная одежда, поперечный разрез.. Дорожная одежда включает основание 1, несущий слой 2, например из асфальтобетона, промежуточный вязко-пластичный слой 3, верхний слой 4 из асфальтобетона и шебня 5. Битумный шлам представляет собой в сформировавшемся плотную органоминеральную композицию, обладающую при температурах выше вязко-пластическими, а при более низких температурах - эластическими свойствами. Битумный шлам включает минерал ную часть.с крупностью зерен до 3 мм пред почти тел ьней до 2 мм, минеральный порошок и твердый эмульгатор, во ду и органическое вяжущее, например битум, с пенетрацией 200-120, пред-почтительней 2,00-160, в количестве 15-25 вес.%. Толщина промежуточного слоя 3 дол на быть оптимальной. Если она меньше 7 мм, то возникают трудности в распределении вязко-пластичного матери ала слоем равномерной толвшны. Кроме того, тонкие Промежуточные слои лиш.ь незначительно уменьшают коэффициент интенсивности напряжения в подошве верхнего слоя 4 покрытия над вершиной трещины в нижнем слое. G другой стороны увеличение толщины промежуточного слоя свыше 15 мм приводит к удорожанию дорож ной одежды. Чтобы обеспечить сдвигоустойчивость верхнего слоя 4 относительно несущего слоя 2, щебень 5 в промежуточном слое 3 своими выступами внедрен в верхний слой при укладке и уплотнении последнего. Чем больше вели чийа выступающей над поверхностью промежуточного слоя 3 части щебня 5 и количество щебенок на единице площади покрытия, тем больше сопротивление сдвигу верхнего слоя 4 по отношению к нижнему 2. Однако увеличение выступающей части щебня 5 более чем на 8-12 мм может привести к нежелательному росту коэффициента интенсивности напряжения между выступами в верхнем слое покрытия и к снижению его усталостной долговечности. Из этих соображений величину выступающей части щебня целесообразно ограничить 10 мм. С другой стороны при величине выступов менее 3-5 мм эффект повышения сдвигоустойчивости проявляется в значительно меньшей степени. Так как размер щебня определяется суммой толщины промежуточного слоя и величины его выступающей части, то согласно вышеприведенным рекомендациям по толщине промежуточного слоя и по величине .выступающей части щебня, средний диаметр щебня будет составлять 10-25 мм, откуда соотношение между величиной выступа щебня и его средним диаметром будет равно 1/3-1/2. Таким образом, для реализации описываемой конструкции дорожной одежды пригоден щебень фракции 10-15, 15-20, 20-25 и 15-25 мм. Эксперименты и последующие вычисления показывают, что меньшее количество разрывов и волн в верхнем слое обеспечивается в том случае, если зерна щебня расположены друг от друга в промежуточном слое с интервалом 10-70 .мм, что соответствует 1-3 диаметрам щебня. При сооружении дорожной одежды неоходимо определять количество укладываемого на несущий слой битумного шлама с учетом объема погружаемого в него щебня. После высыхания промежуточного слоя укладывают с уплотнением горячую асфальтобетонную смесь. В процессе эксплуатации дорожной одежды усталостные трещины, образующиеся в нижней грани несущего слоя 2, дойдя до промежуточного .пластического слоя 3, упираются в него и прекращают дгшьнейшее продвижение. Это происходит благодаря пластическим свойствам промежуточного слоя 3, вследствие чего растягивающие напряжения от движу-, щегося транспорта быстро релаксируют и кроме того, они в этом слое значительно меньше, чем в слоях асфальтобетона. Таким образом, возникновение усталостных трещин на нижней грани верхнего слоя 4 существенно отдаляется во времени по сравнению с традиционными двухслойными дорожными одеждами нежесткого типа. Второй существенной функцией промежуточного пластичного слоя 3 является залечивание уже образовавшихся трещин. Когда в подошве верхнего слоя 4 появляются первые зародышевые трещины, в них под действием процесса диффузии, активируемого летними положительными температурами, а также давления от проезжающего транспорта выжимается материал промежуточного слоя 3, находящегося вязкопластическом состоянии. Это

продлевает индукционный период зарождения магистральных трещин в верхнем слое 4 покрытия и еще более отдаляет момент появления усталостных трещин на поверхности покрытия, ;увелйчивая тем самым долговечность дорожной оцежды в целом.

Формула изобретения

Дорожная одежда, включающая раз мещенный на основании несущий слой, уложенный на нем промежуточный вязко-пластичный слой из органоминеральной композиции и верхний слой из асфальтобетона, отличаюшаяс я тем, что, с ц елью.повышения деформационной устойчивости верхнего слоя покрытия, промежуточный слой выполнен из битумного шлама и зеяен щебня, отстоящих друг от друга на расстоянии 1-3 их диаметра, причем зерна щебня оперты на несущий слой, и внедрены в верхний слой на величину равную 1/3-1/2 их диаметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Заявка Великобритании № 1407229, кл. Е 1 G 1975,

2.Заявка Японии № 51-41766, кл. 87А11, 1976.