УСИЛЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
REINFORCED STRUCTURE OF ROADBED

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к конструкциям, предназначенным для укрепления откосов грунтовых сооружений.
Известно устройство для укрепления откосов земляного полотна, включающее размещенную в теле земляного полотна поперечную бесстыковую стальную дренажную трубу, один конец которой снабжен водозаборным устройством, заглушен коническим наконечником с диаметром основания, большим диаметра дренажной трубы, и расположен в водонасыщенной зоне, а второй конец выведен со сливным уклоном на поверхность откоса и жестко соединен с оголовком, выполненным в виде анкерного элемента, погруженного в тело откоса. (Патент РФ №2305730, дата приоритета 27.02.2006, дата публикации 10.09.2007, авторы: Лобанов В.И. и Таран А. В., RU).
Недостатком известной конструкции является то, что при динамических воздействиях подвижных нагрузок, обводненности и изменении реологических свойств грунтов в теле земляного полотна и его откосах возникают касательные силы, вызывающие отслоение откосной части с захватом бровки основной площадки, а на железной дороге часто до концов шпал и верхнего строения пути, со смещением грунта к подошве откоса, что приводит к потере устойчивости не только откосов, но и земляного полотна в целом.
Известно также устройство для укрепления откосов земляного полотна, выполненное в виде анкерной конструкции, состоящей из трубчатого корпуса, натяжного устройства и железобетонной плиты, соединенной с корпусом с возможностью осевого перемещения. Укрепление откосов достигается погружением анкерной конструкции в тело земляного полотна одним концом с последующим прижатием к откосу посредством натяжного устройства железобетонной плиты, надетой на другой конец анкерной конструкции ("Альбом чертежей конструкций групповых технических решений для усиления деформирующихся насыпей", с. 44, МГУПС МПС, М, 2002 г., (https://meganorm.ru/Index2/l/4293828/4293828520.htm, дата просмотра 12.12.2018).
Недостатками известного устройства являются: во-первых, низкая сопротивляемость суффозионным процессам; во-вторых, недостаточная надежность, обусловленная снижением сил прижатия железобетонной плиты к откосу в процессе интенсивного выветривания грунта при атмосферных воздействиях в сочетании с динамическими нагрузками, вначале вокруг плиты, затем под ней, в результате чего железобетонная плита теряет контакт с грунтом откоса, исчезает момент сил, удерживающий грунт от смещения, и грунт сползает к подошве откоса, выворачивая ничем не удерживаемую анкерную конструкцию из тела земляного полотна.
Известна конструкция насыпи, усиливаемая стягивающими элементами, принятая в качестве прототипа, включающая железобетонные плиты, установленные на откосах насыпи с помощью стягивающих элементов, конструкция которых содержит поперечную защитную полимерную трубу с цементным раствором и с пропущенной в ней высокопрочной проволокой, связанной с натяжным устройством ("Альбом чертежей конструкций групповых технических решений для усиления деформирующихся насыпей", с. 48 и с. 74, МГУПС МПС, М., 2002 г., а также (https://meganorm.ru/Index2/l/4293828/4293828520.htm. дата просмотра 12.12.2018, прототип).
Недостатком прототипа является недостаточная надежность из-за низкой сопротивляемости суффозионным процессам и высокой вероятности смещения грунта к подошве откоса и деформации самой насыпи.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание усиленной конструкции земляного полотна, обеспечивающей высокую сопротивляемость суффозионным процессам, надежную устойчивость при использовании на любых видах грунтов, повышенную защиту от возможных обвалов грунта.
Для решения технической проблемы предложена усиленная конструкция земляного полотна, включающая земляную насыпь, укрепленную анкерной системой, содержащей анкерные плиты на откосах, соединенные поперечными тягами с телом насыпи. Новым является то, что земляная насыпь дополнительно содержит на ее поверхности слой нетканого укрывного материала, предназначенного для защиты от вымывания частиц грунта, и покрытие в виде пространственного каркаса из металлической сетки по длине насыпи, заполненного любым крупным заполнителем, при этом анкерные плиты установлены на откосах пространственного каркаса, причем, поперечные тяги, прижимающие анкерные плиты к откосам каркаса, пропущены через слой нетканого укрывного материала, пространственный каркас и отверстия в анкерных плитах, а основание конструкции заглублено.
Согласно изобретению, конструкция дополнительно содержит внешний слой на откосах в виде геомата.
На фиг. 1 схематично изображена усиленная конструкция земляного полотна, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.
Усиленная конструкция земляного полотна содержит земляную насыпь 1, защитный слой нетканого укрывного материала 2 и покрытие в виде пространственного каркаса 3 из металлической сетки по длине насыпи, заполненного любым крупным заполнителем и имеющего трапециевидную форму поперечного сечения внутренней и внешней поверхностей каркаса. Земляная насыпь 1 с возведенными защитным слоем 2 и пространственным каркасом 3 укреплена анкерной системой, содержащей анкерные плиты 4 на скосах пространственного каркаса 3, соединенные поперечными тягами 5, проходящими в теле насыпи, в пространственных каркасах 3 и через монтажные отверстия в анкерных плитах 4 (условно не показано). Кроме того, на откосах конструкция может содержать внешнее покрытие в виде геомата 6.
Монтаж усиленной конструкции земляного полотна осуществляется следующим образом. Вначале делают заглубление небольшой высоты для закладки основания конструкции. В заглублении формируют основание конструкции, а возведение ее осуществляют поэтапно. При этом по краям заглубления закладывают защитный слой из нетканого укрывного материала 2, например, агрила (http://superda4nik.ru/ukryvnoj-material-agril/, дата просмотра 12.12.2018) и сетку пространственного каркаса 3, в которую засыпают крупный заполнитель на приемлемую высоту. Затем засыпают земляную насыпь 1 на эту же высоту и уплотняют ее. После этого на поверхности с определенным шагом по длине полотна устанавливают анкерную систему крепления. Для этого в качестве поперечных тяг 5 используют стальные тросы или трубы небольшого диаметра с антикоррозионной защитой, концы которых пропускают через слои 2, 3 и скрепляют с анкерными плитами 4 любым известным способом, прижимая их к откосам пространственного каркаса 3. Дальнейший монтаж с установкой анкерной системы крепления осуществляют аналогичным образом до достижения требуемой высоты конструкции. После уплотнения последнего слоя грунта защитный слой 2 и внутренние сетки пространственного каркаса 3 загибают к центру насыпи и скрепляют между собой вязальной проволокой. Затем на сетку засыпают крупный заполнитель, уплотняют его и соединяют внешнюю металлическую сетку таким же способом, как и внутреннюю, создавая при этом целостный пространственный каркас 3 трапециевидной формы поперечного сечения. После этого к пространственному каркасу 3 на скосах крепят геомат 6.
Таким образом, технический результат, достигаемый при реализации усиленной конструкции земляного полотна, заключается в повышении сопротивляемости суффозионным процессам и в увеличении надежности конструкции.