КОМПОЗИЦИОННЫЙ ДОРОЖНЫЙ МАТ ДЛЯ ДОРОГ СО СБОРНО-РАЗБОРНЫМ ПОКРЫТИЕМ

Заявляемая полезная модель относится к области дорожного строительства в части сооружения временных автомобильных дорог с переходными и низшими типами покрытий (сборно-разборные дорожные покрытия).
Область применения заявляемой полезной модели - сооружение временных дорог в труднопроезжаемых местах, на участках со слабым грунтом, обводненных и заболоченных участках, для обеспечения проезда колесной и гусеничной техники массой до 100 т, строительство временных площадок.
Из уровня техники известны способы строительства временных автомобильных дорог (ВАД) с использованием сборно-разборных дорожных покрытий, заключающиеся в применении покрытий из железобетонных плит (покрытия переходного типа) и покрытий из деревянных щитов (покрытия низшего типа) (источник информации: ВСН (Ведомственные Строительные Нормы) 2-105-78 «Инструкция по строительству временных дорог для трубопроводного строительства в сложных условиях (на обводненной и заболоченной местности)»).
Недостатком покрытий из железобетонных плит является большая масса, что усложняет процесс монтажно-демонтажных работ при сооружении дорожных покрытий и ограничивает возможность их использования при сооружении ВАД на слабых грунтах и на болотах.
Недостатком покрытий из деревянных щитов являются высокие трудозатраты по изготовлению, предусматривающие выполнение работ в условиях эксплуатирующей организации на месте организации дороги, заключающиеся в соединении крупноразмерных брусьев из древесины в щит.
Общим недостатком известных конструкций является их подверженность к разрушению от атмосферных и агрессивных воздействий, что ограничивает количество повторного использования данных конструкций при строительстве ВАД с использованием сборно-разборных дорожных покрытий.
Организация и технология строительства ВАД с использованием известных покрытий требуют привлечения существенных материально-технических ресурсов, что в конечном итоге сказывается на стоимости и продолжительности строительства ВАД и площадок.
Из уровня техники известны следующие наиболее близкие аналоги заявляемого устройства.
Дерево-металлические сборно-разборные покрытия ленточного типа, использумые для колейных дорог (источник информации: Могилевич В.М и др., Сборные покрытия автомобильных дорог, учебное пособие для вузов, Москва, Высшая школа, 1972, с.335-337, рис.194, стр.338).
Известные колейные покрытия представляют собой конструкцию, состоящую из деревянных щитов собранных из антисептированных брусьев соединенных в колею посредством кронштейнов.
Основными недостатками указанной конструкции являются ограничения по нагрузке - проезд колесной техника с нагрузкой на колесо до 6 т; области применения - преодоление труднопроезжаемых участков лесовозных дорог, и долговечности - непродолжительный срок эксплуатации.
Указанные ограничения исключает использование известной конструкции при организации проезда, тяжелой колесной и гусеничной техники, сооружения временных дорог со сплошным покрытием, временных площадок. Использование в качестве основы материала подверженного гниению, ограничивает долговечность конструкции.
Другим наиболее близким аналогом заявляемого устройства является плита строительная для сборно-разборных дорожных покрытий (патент RU 107165), выполненная в виде прямоугольного в плане шестигранника, боковые и торцевые грани которого имеют стыковочные элементы для взаимодействия с ответными стыковочными элементами смежных плит, имеющих фиксаторы для соединения плит между собой при их стыковке, отличающаяся тем, что стыковочные элементы выполнены в виде оппозитно расположенных на противолежащих гранях плиты выступов с высотой, равной половине толщины плиты, каждый выступ имеет ряд отверстий, продольные оси которых смещены вдоль выступа, каждое отверстие по высоте образовано двумя участками, первый из которых овальный, а второй имеет диаметр, равный или больший длины продольной оси овального участка отверстия, овальные участки отверстий на оппозитно расположенных выступах встречно направлены, а фиксаторы для соединения плит между собой выполнены в виде съемных замков, имеющих овальный корпус, размещаемый в овальных участках отверстий смежных плит при их стыковке и высота которого равна или меньше их высоты, корпус замка снабжен поворотной осью, имеющей с одного конца цилиндрическую головку для размещения во втором участке отверстия выступа одной из плит, образующей при стыковке со смежной плитой лицевую поверхность покрытия, а с другого конца - овальную пластину для размещения во втором участке отверстия выступа другой плиты, смежной с названной и образующей с ней тыльную поверхность покрытия. Плита строительная для сборно-разборных дорожных покрытий предназначена для использования в качестве дорожного покрытия при строительстве временных дорог и площадок на участках со сложными геологическими условиями, характеризуются следующими конструктивными особенностями. В структуре покрытия предусмотрено деревянное основание, которое покрывается стеклопластиковым композиционным материалом.
Недостатком упомянутой плиты строительной для сборно-разборных дорожных покрытий является то, что эксплуатационно-технические характеристики таких покрытий, определяемые конструкцией данной плиты, существенно ограничивают область ее применения. А именно: при применении упомянутых покрытий в качестве дорожных покрытий, используемых для обеспечения проезда автотехники, налагаются ограничения на маневр (разворот на месте) и движение техники быстрее 20 км/ч. Для исключения повреждения поверхности, как правило, проводятся подготовительные работы по изоляции острых кромок гусеничных треков воздействующих непосредственно на покрытие. Помимо указанной особенности при непосредственном применении плиты строительной существуют ограничения связанные с необходимостью их бережного транспортирования и хранения, а также по условиям подготовки дорожного основания и при выполнении специальных требований, касающихся массогабаритных характеристик используемой техники.
С целью обеспечения проезда тяжелой колесной и гусеничной техники в условиях труднопроезжаемой и болотистой местности, а также снижения издержек и продолжительности строительства ВАД и площадок в качестве сборно-разборных дорожных покрытий предлагается использовать композиционные дорожные маты (далее - КДМ).
Применение КДМ позволит обеспечить гарантированный проезд тяжелой (до 100 т) колесной и гусеничной техники, обеспечить необходимый уровень эксплуатационно-технических характеристик ВАД и площадок, снижение материально-технических ресурсов и трудозатрат на выполнение дорожно-строительных работ при устройстве и разборке, погрузке/разгрузке по сравнению с использованием известных конструкций сборно-разборных покрытий.
Таким образом, техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, состоит в том, чтобы посредством использования КДМ обеспечить проезд тяжелой колесной и гусеничной техники в условиях труднопроезжаемой и болотистой местности, значительно снизить потребности в механизмах и материалах, трудозатратах необходимых для организации ВАД и площадок, обеспечить многоразовое использование покрытий.
Достижение указанного технического результата обусловлено конструктивными особенностями устройства дорожного покрытия КДМ, а также характеристиками материалов, используемых при изготовлении КДМ, более детально раскрытыми ниже.
На Фиг.1 представлена схема заявляемого устройства дорожного покрытия КДМ. Конструкция КДМ является сборной и содержит плиту, обозначенную как элемент 1 на Фиг.1, и замковое устройство 2. При этом плита 1 изготовлена из полимерного материала, физико-механические характеристики которого обеспечивают требования к максимальной нагрузке - колесной, осевой и гусеничной.
3
Положительная плавучесть (плотность от 0,77 до 0,93 кг/м) полимерного материала обеспечивает снижение нормативного удельного давления на грунт, что в большинстве случаев исключает мероприятия по подготовке дорожного основания и позволяет применять КДМ при устройстве ВАД в условиях слабых грунтов и болотистой местности.
Использование химически стойкого, прочного материала не подверженного гниению обеспечивает долговечность (срок службы до 30 лет) и оборачиваемость (кол-во применений - не менее 80 раз).
При этом замковое устройство 2 обеспечивает скрепление плит между собой, образуя, таким образом, дорожное полотно (площадку) требуемого типового размера.
Физико-механические показатели материала для изготовления плит, формирующих КДМ, тип используемого замкового устройства, а также типоразмер КДМ определяются условиями эксплуатации (климатическими факторами внешней среды, типом подстилающей поверхности, планируемыми нагрузками и т.п.).
При изготовлении плит, формирующих КДМ, используется композиционный полимерный материал по своим физико-механическим характеристикам превосходящий ранее используемые материалы: железобетон и дерево, а также композиционный стеклопластик, используемый для плит согласно патенту №107165, что подтверждается данными, приведенными ниже в Таблице 1.
Таблица 1
Материалы
Плотность, г/см<sup>3</sup>
Водопоглощение, %
Ударная вязкость, Дж/м<sup>2</sup>
Относительное удлинение,%
Бетон М300
2,2
8
0,3
0,1
Древесина
0,6-1
40-80
29000
0,7
Стеклопластик
1,8-2
5
1,5
0,5
Композиционны й полимерный материал
0,77-0,92
0,01-0,5
45000
50
Низкие значения показателей «водопоглащения», «плотность», «относительное удлинение» и высокие значения показателя «ударная вязкость» определяют основные эксплуатационные характеристики композиционного полимерного материала - долговечность и сохраняемость, позволяющие многократно использовать КДМ при длительном сроке эксплуатации.
Конструктивные особенности КДМ и особые характеристики используемых материалов отражены в следующих существенных признаках заявляемой полезной модели:
- конструкция КДМ является сборно-разборной, многоразового применения и состоит из полимерных плит, скрепляющихся между собой посредством замкового устройства;
- возможность адаптации КДМ к конкретным условиям эксплуатации, определяемым климатическими факторами внешней среды, планируемыми нагрузками и т.п. посредством варьирования типа замкового устройства, размера плиты и материала, из которого плита изготовлена.
Фиг.2а, 2б иллюстрируют варианты осуществления заявляемого устройства КДМ, обозначенные как КДМ-2400Х1100Х35 и КДМ-6000Х2000Х40 соответственно. В данных вариантах КДМ плита 1 выполнена из модифицированного полимерного материала, а замковое устройство 2 представляет собой стальную конструкцию, обеспечивающую надежное скрепление плит между собой в дорожное полотно.
Конструкция на Фиг.2а формирует однопутную колейную ВАД предназначенную для обеспечения проезда колесной и гусеничной техники массой до 80 тонн на труднопроезжаемых участках местности.
Конструкция, схема которой представлены на Фиг.2б, формирует сплошную ВАД, предназначенную для обеспечения проезда колесной и гусеничной техники массой до 100 тонн в условиях труднопроезжаемой и болотистой местности.
На Фиг.3 показана конструкция замкового устройства, представляющая собой сборочную единицу, состоящую из двух усиленных накладками швеллеров (элемент 3, 4) и осей фиксации (элемент 5) защищенных косынками (элемент 6).
Конструкция замкового устройства посредством осей фиксации, обеспечивает скрепление плит между собой в короткие сроки, без использования инструмента и вспомогательных механизмов, что приводит к сокращению времени и трудозатрат на выполнение монтажно-демонтажных работ.
Хотя настоящая полезная модель была описана на примерах конкретных вариантов ее осуществления, для специалистов будут ясны возможности многочисленных модификаций данной полезной модели, не выходящие за границы объема ее правовой охраны, определяемого прилагаемой формулой.