КОНСТРУКЦИЯ СБОРНО-МОНОЛИТНОГО ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к области дорожного строительства, преимущественно к конструкциям сборных дорожных покрытий автомобильных дорог, аэродромных полос и подъездов к ним, автостоянок и других грузонапряженных, дорожных покрытий.
Известны различные способы строительства сборных дорожных покрытий, в том числе способ строительства сборного дорожного покрытия путем соединения железобетонных плит, содержащих непрерывно замкнутую предварительно напряженную продольную и поперечную прядевую арматуру, навитую в виде пучков по периметру и краям плиты на внутренние анкеры (см., например, авторское свидетельство СССР 1813823, кл. Е01С 5/10, 1989 г.). Соединение плит между собой с образованием сплошного дорожного покрытия осуществляют в известном способе путем дополнительного соединения внутренних анкеров с помощью болтов с гайками и шайбами, что позволяет избежать операции сварки при монтаже покрытия.
Однако сложность конструктивного исполнения известного покрытия, а также недостаточная прочность и надежность соединения лишь с помощью болтов большеразмерных плит между собой снижает эффективность применения известного способа.
В другой известной конструкции плиты для сборного дорожного покрытия изготавливают непосредственно на строительной площадке, для чего в бортовую опалубку укладывают цементобетонную смесь, а после уплотнения в нее втапливают металлические анкерные элементы с последующей укладкой на поверхность затвердевшего бетонного слоя горячего литого асфальта, причем после формования каждой плиты на нее укладывают разделительную прослойку, а образование сплошного покрытия осуществляют путем формования каждой последующей плиты на разделительной прослойке нижележащей плиты (см., например, авторское свидетельство СССР 1700124, кл. Е01С 5/06, 1989 г.).
Известное решение позволяет исключить использование пара для тепловлажностной обработки пакета плит за счет прогрева цементобетонной смеси теплом горячего при укладке асфальтобетона, снизить образование микротрещин в цементобетоне под слоем литого асфальта. Однако такое решение при своем осуществлении требует больших затрат времени, а получаемое при этом сборное дорожное покрытие характеризуется большим количеством швов (стыков) между плитами, что в некоторой степени ухудшает ровность покрытий.
Наиболее близкими к предлагаемой конструкции сборного дорожного покрытия является конструктивное решение сборного дорожного покрытия, приведенное в книге Могилевича В.М. и др. Сборные покрытия автомобильных дорог. (М.: ВШ, 1972 г., с.59-71).
Известная конструкция включает земляное, песчаное или другое основание, скрепленные друг с другом предварительно напряженные железобетонные прямоугольные или квадратные плиты, швы, заполненные герметичным материалом, и мягкое верхнее покрытие бетонных плит из асфальта или литого асфальтобетона. При монтаже такой конструкции покрытия производят укладку предварительно напряженных железобетонных плит на подготовленное основание, последующее соединение плит друг с другом напрягаемой стальной арматурой, пропускаемой внутри плит через сквозные пустоты - каналы, и укладку на соединенные между собой бетонные плиты асфальта или асфальтобетона.
При осуществлении известного технического решения производят соединение друг с другом ненапряженных бетонных и железобетонных плит небольших размеров, для чего через предусмотренные в плитах каналы протягивают сквозную арматуру с последующим ее натяжением и инъецированием сквозных каналов высокопрочным цементным раствором. Получаемые при этом дорожные покрытия отличаются повышенной прочностью и, прежде всего, трещиностойкостью, так как бетон плит в таком покрытии работает своим полным сечением. Благодаря этому и толщина бетонных плит может быть существенно меньшей, что позволяет заметно сократить расход бетона на их изготовление.
Однако излишняя жесткость известного сборного дорожного ' покрытия, особенно сказывающаяся при знакопеременных все возрастающих подвижных нагрузках, приводит к постепенному разрушению покрытия, а сам монтаж покрытия, включая протягивание канатов сквозь длинномерную (при укладке и одновременном стягивании штатного пакета длиной, например, более 20 м) конструкцию дорожного покрытия, связан с большими сложностями.
Цель предлагаемого технического решения - повышение эксплуатационных характеристик и долговечности дорожного покрытия, ускорение строительных работ, минимизации объемов и материалоемкости работ по основанию дорожного покрытия при одновременном снижении его стоимости.
Поставленная цель достигается тем, что конструкция сборно-монолитного дорожного покрытия, включающая дискретно расположенные фундаменты из коротких буронабивных свай с уширением в нижней части свай, уложенные на грунтовое основание демпфирующий и дренирующий слои из смеси песка со щебнем и монолитные армированные прямоугольные дорожные плит с включением в них оголовков свай, скрепление плит осуществляется за счет специальной формы их смежных торцов, обеспечивая податливое соединение плит друг с другом, причем и фундаменты и плиты выполняются из композитных или полимерных материалов.
Заявляемое решение обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик и долговечности дорожного покрытия, ускорение строительства дорог при минимизации объемов выполняемых работ.
Сущность предлагаемого технического решения состоит в следующем. Благодаря устройству мелкозаглубленных фундаментов из коротких буронабивных свай с уширением обеспечивается возможность выравнивания давления на грунт от транспортных средств, что повышает эксплуатационные характеристики дорожного полотна и срок его службы. Применение композитных материалов с характеристиками прочности, износо- и морозостойкости не ниже аналогичных показателей бетона, используемого при строительстве взлетно-посадочных полос аэродромов, существенно снижает стоимость дорожного полотна, а соединение плит друг с другом, допускающее поворот плит на небольшой угол, приводит к самовыравниванию дорожного полотна в случае сезонного морозного пучения или осадок грунтового основания.
Заявляемое решение может быть использовано при возведении дорог в районах с различными грунтовыми условиями.
Конструкция сборного дорожного покрытия приведена на фиг.1-3. На фиг.1 показан принципиальный вид монолитного фундамента; на фиг.2 - вид дорожной плиты и ее отдельных частей; на фиг.3 - конструкция дороги в сборе.
Заявляемая конструкция сборного дорожного покрытия в зависимости от свойств грунтового основания может быть реализована следующим образом. В случае грунтов нормальной прочности на них после срезки растительного слоя устраивают дренирующую подушку из смеси песка со щебнем, внутри которой равномерно в прямоугольном или шахматном порядке располагают монолитные фундаменты (поз.1) так, чтобы верхняя часть фундамента выступала над поверхностью подушки. При строительстве дороги на слабых грунтах аналогичная сетка фундаментов организуется в виде коротких буронабивных свай с уширением в нижней части и устройством выступающего из земли оголовка сваи. В последнем случае оголовок сваи должен возвышаться над поверхностью грунтового основания минимум на 25 см для обеспечения возможности устройства дренирующей подушки. Далее прямо на месте строительства производится заливка монолитных дорожных плит прямоугольной или квадратной форм (поз.2). Плиты выполняются из композитных или полимерных материалов, время набора прочности которых в несколько раз меньше аналогичного показателя монолитного бетона, что ускоряет процесс строительства. Для повышения прочности плит они армируются двумя сетками из углепластиковой арматуры. Конструкция опалубки предусматривает организацию пазов (поз.3) и гребней (поз.4) на смежных боковых гранях, обеспечивающих совместную работу плит по длине дороги и исключающих их поперечную сдвижку друг относительно друга. Криволинейные смежные боковые грани (поз.5) допускают незначительные повороты отдельных плит друг относительно друга для возможности самовыравнивания полотна и его реагирования на деформации грунтового основания, а выступающие оголовки фундаментов входят в монолитную плиту, обеспечивая выравнивание давления дорожного полотна на подстилающий слой.
Достоинствами предлагаемого изобретения являются:
- ускорение строительства автомобильных дорог, аэродромных полос, площадок и других покрытий;
- возможность круглогодичного изготовления плит и строительства сборных дорожных покрытий;
- эффективное строительство высококачественных дорожных покрытий на слабых грунтах;
- открытие движения сразу же после завершения строительства покрытия;
- сокращение трудоемкости работ;
- использование дешевых строительных материалов;
- возможность применения механизации и индустриализации работ по строительству сборных дорожных покрытий.