СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ДОРОГИ
METHOD FOR ENHANCING ROAD SUBGRADE

Изобретение относится к области дорожного строительства, к способам повышения эксплуатационных характеристик дороги и может быть использовано при строительстве автомобильных и железных дорог, требующих специальных средств для усиления земляного полотна.
Известен способ усиления земляного полотна путем расстилания слоя геотекстиля, на который накладывают ряды пластиковых планок или деревянных досок, скрепляемых между собой поперечными планками, после чего концы планок крепят анкерами и сверху укладывают балласт (GB 2494402, 2013 г.). Способ предусматривает большой объем ручного труда и применяется на относительно коротких участках дорог с торфяными и болотистыми почвами.
Известен способ ремонта и реконструкции автомобильных дорог, включающий отсыпку на разрушенное покрытие выравнивающего слоя из щебня с укладкой на старое покрытие плоской георешетки с последующей пропиткой уложенного щебня пескоцементной смесью (RU 2439239, 2012 г.). Способ не предусматривает предварительную планировку земляного полотна и используется преимущественно для ремонта дорог с бетонным покрытием.
Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является способ укладки геосинтетических материалов в конструкцию дороги, включающий подготовку земляного полотна, растягивание на поверхности земляного полотна геотекстиля, растягивание на поверхности геотекстиля секций объемной георешетки, заполнение ячеек георешетки засыпным материалом из бункера укладчика и последующее уплотнение засыпки (RU 2476634, 2012 г.). Данный способ имеет ряд недостатков, снижающих его эффективность применения:
- необходимо применение специализированной георешетки с пониженными по высоте предкраевыми пластинами, за счет которых происходит ее разворачивание по ширине;
- ограниченный объем бункера, расположенного на укладчике, требующий периодической остановки и загрузки наполнителя в бункер;
- требуемый состав наполнителя должен быть получен перед засыпкой в бункер укладчика, что возможно только при его подготовке с применением дополнительных технических средств в стационарных условиях;
- не предусмотрено равномерное увлажнение песчано-гравийной смеси, что снижает эффективность уплотнения.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение эффективности и качества формирования защитного слоя с применением георешетки и геотекстиля, что позволит повысить стабильность основания на 15-20% и снизить затраты на устройство дорожного покрытия на 10-30% по отношению к ближайшему аналогу.
Согласно изобретению способ усиления земляного полотна дороги включает планирование земляного полотна, растягивание по его поверхности геотекстиля и георешетки, заполнение ячеек георешетки наполнителем, его увлажнение и уплотнение. Наполнитель предварительно укладывают на поверхность земляного полотна перед дорожной машиной, затем с помощью заборного рабочего органа и конвейера подают в место фиксации растянутой георешетки, планируют и уплотняют. Уплотнение проводят в два этапа: сначала по всей поверхности георешетки, а затем в полосе действия наиболее интенсивной вероятной нагрузки для предотвращения образования колеи. Увлажняют наполнитель (водой, стабилизатором, другими растворами) на стадии забора наполнителя заборным органом, на стадии схода с конвейера и на стадии планирования. На стадии схода с конвейера увлажняют нижние слои укладываемого наполнителя, что обеспечивается расположением разбрызгивающего устройства под конвейером.
Уложенный на поверхность земляного полотна наполнитель перед подачей на заборный рабочий орган может предварительно измельчаться и перемешиваться до требуемого фракционного состава роторными или другими устройствами, в том числе установленными на универсальной машине.
Сущность предложенного технического решения поясняется схемой, представленной на Фиг.1.
На предварительно подготовленную для усиления площадку земляного полотна, основание дороги 17 с помощью автотракторной техники (бульдозеры, грейдеры) насыпается и разравнивается грунт-наполнитель 1.
Состав, фракции грунта-наполнителя могут быть различными, допустима засыпка вперемешку составляющих наполнителя, объем наполнителя должен превышать на 20-30%, объем ячеек георешетки, подлежащей укладке.
После выполнения указанных действий запускается в работу специализированная машина, которая обеспечивает выполнение технологических операций, предусмотренных изобретением:
- производится забор наполнителя 1 заборными рабочими органами 4 с площадки земляного полотна и передача его подающим транспортером 5 в зону фиксации растянутой георешетки 8 (геотекстиля, геотекстиля и георешетки) между фиксирующими роликами 9. Стрелками показано движение наполнителя по технологической цепочке;
- перед забором наполнителя 1 с помощью фрезерно-роторного устройства 2 производится его перемешивание до получения нужного фракционного состава, создания однородного состава смеси и создания равномерного слоя 3 перед заборным органом 4. Фрезерно-роторное устройство 2 может быть соединено с плужным устройством для предварительного разравнивания наполнителя 1 (не показано);
- производится предварительное смачивание наполнителя перед заборным рабочим органом 4 (позиция 14), при сходе с подающего транспортера 5 (позиция 15) и окончательное смачивание перед распределительным и планирующим устройством 10 (позиция 16);
- увлажненный наполнитель засыпает георешетку 8, поступающую из питателя с приводом 7, планируется и распределяется планирующим и распределительным устройством 10, которое обеспечивает равномерную засыпку увлажненного наполнителя 11 в георешетку с превышением его высоты над высотой георешетки в 5-10 см в зависимости от вида наполнителя и его фракционного состава;
- далее увлажненный наполнитель 11 уплотняется виброплитами 12, 13 в два этапа: на первом - виброплитами 12 первого ряда по всему фронту работ, на втором этапе - виброплитами 13 второго ряда - по месту наиболее вероятного действия поездной нагрузки для исключения колейности. После выполнения данных технологических операций на созданный усиливающий слой может быть уложено либо асфальтобетонное покрытие, либо балласт железнодорожного пути, либо другие покрытия в соответствии с назначением.
Данное техническое решение имеет преимущества перед аналогом, заключающиеся в следующем:
3
- предварительная засыпка наполнителя на основание земляного полотна технологически удобнее тем, что нет необходимости возить с собой хранимый запас наполнителя для засыпки георешетки; объем наполнителя для засыпки 1 км пути шириной 4 м и высотой 250-300 мм составляет более 1200 м и не может быть помещенным в бункер автономной машины, что требует его постоянного пополнения из специализированных технических средств, следующих вместе с данной машиной с бункером, либо с его периодической засыпкой, т.е. снижением производительности и эффективности работы;
- предварительная засыпка может быть осуществлена грунтами различного состава, в том числе имеющими склонность к схватыванию, т.к. перед заборным органом в предложенном техническом решении применено фрезерно-роторное устройство, которое измельчает и перемешивает наполнитель, обеспечивая его равномерный и однородный состав. Применение в ближайшем аналоге в качестве наполнителей, склонных к схватыванию грунтов, приводит к необходимости установки дополнительных технических средств разгрузки бункера аналога и снижению производительности;
- трехстадийный процесс смачивания наполнителя обеспечивает равномерное и эффективное смачивание, что необходимо для последующего уплотнения связных грунтов;
- двухстадийное уплотнение позволяет обеспечить требуемое качество создаваемого усиливающего слоя, наиболее приспособленного к сопротивлению и восприятию нагрузок от движения транспортных средств.
Эффективность предлагаемого технического решения определяется и тем, что подготовка основания, предварительная засыпка наполнителя могут производиться параллельно с работой технологического комплекса по монтажу и заполнению георешетки наполнителем, что существенно повышает производительность при ремонте и строительстве дорог.