ДОРОЖНАЯ КОНСТРУКЦИЯ
ROAD CONSTRUCTION

Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог, а именно к проектированию дорожных конструкций.
Известна дорожная конструкция, содержащая земляное полотно, основание земляного полотна, дорожную одежду [ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. М.: Министерство транспорта РФ. 2001, стр. 7]. Конструкция имеет щебеночное покрытие, удобна в эксплуатации на нестабильном земляном полотне.
Процесс сезонного промерзания и протаивания проезжей части и обочин земляного полотна вследствие различий в теплофизических характеристиках материалов, содержащихся в дорожных конструкциях, и условиях работы, протекает в разных режимах, поэтому толщина мерзлого слоя в верхней части земляного полотна в некоторые моменты времени существенно различается в поперечном направлении. Возникает неравномерная осадка, в результате чего в дорожной одежде могут появиться продольные трещины. Это имеет место в условиях как средней полосы, так и зоны вечной мерзлоты.
Для щебеночного покрытия такие трещины не представляют серьезной опасности, они устраняются укаткой.
Недостаток дорожной конструкции, включающей дорожную одежду со щебеночным покрытием, заключается в низкой прочности на сдвиг и упругий прогиб, недостаточной для дорог с интенсивностью движения 100 авт/сутки при нагрузке на ось 13 т и более (дороги III технической категории и промысловые дороги). Неизбежно возникают остаточные деформации в виде колеи, гребенки, которые требуют проведения ремонтных работ.
Известна дорожная конструкция, содержащая земляное полотно, основание земляного полотна, дорожную одежду с асфальтобетонным покрытием [ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. М.: Министерство транспорта РФ. 2001, стр. 7]. Такая дорожная одежда при назначении соответствующих толщин конструктивных слоев выдерживает указанные выше транспортные нагрузки. Недостатком является сложность борьбы с продольными осевыми трещинами, возникающими из-за неравномерной осадки грунтов земляного полотна в поперечном направлении. Трещины представляют собой более опасный вид разрушения, чем износ покрытия, при сильном развитии трещин в недостаточно изношенных покрытиях необходимо перекрывать их новым слоем асфальтобетона. Уже через год после укладки слоя покрытия толщиной 4-5 см на нем образуются трещины, дублирующие трещины нижнего слоя.
Целью данного технического решения является увеличение срока службы покрытия, и как следствие, снижение затрат труда и материалов на ремонтные работы.
Поставленная цель достигается тем, что дорожная конструкция содержит земляное полотно, основание земляного полотна, дорожную одежду с асфальтобетонным покрытием, которое содержит продольный разделительный шов.
Кроме того, ось продольного разделительного шва может быть совмещена с продольной осью земляного полотна.
Кроме того, разрыв в асфальтобетонном покрытии сделан на всю толщину асфальтобетонного покрытия и имеет ширину, равную «с», а пространство указанного разрыва между смежными частями асфальтобетонного покрытия имеет заполнение, которое выполнено из щебня, причем ширина разрыва «с» определяется по формуле: с≥3d, мм, где d - максимальный размер используемого щебня, мм.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где изображено:
на фиг. 1 - схема дорожной конструкции в предлагаемом техническом решении;
на фиг. 2 - схема дорожной конструкции в аналоге;
на фиг. 3 - схема дорожной конструкции в прототипе.
Дорожная конструкция содержит земляное полотно 1, основание земляного полотна 2, дорожную одежду с двухслойным основанием 3 и асфальтобетонным покрытием 4 и обочины 5. В асфальтобетонном покрытии устроен разделительный шов 6. Указанный шов может иметь различную ширину и глубину и в соответствии с конструктивным решением может быть выполнен различными способами: путем нарезания в уложенном асфальтобетоне, либо асфальтобетонное покрытие устраивают раздельно по обе стороны от оси дороги, при этом образуется разрыв шириной «с», а пространство указанного разрыва между смежными частями асфальтобетонного покрытия имеет заполнение, которое выполнено из щебня, причем ширина разрыва «с» определяется по формуле:
с≥3d, мм,
где d - максимальный размер используемого щебня, мм.
Минимальная ширина разрыва 3d назначается из условия исключения заклинки щебня в процессе уплотнения, поскольку в случае расположения трех щебенок горизонтально в шве заклинки не происходит, т.к. три щебенки образуют нежесткую конструкцию. Для обеспечения стабильности разделительного шва под ним может быть уложена георешетка.
Для пояснения существа изобретения введены также следующие обозначения: 7 - щебеночное покрытие в аналоге (фиг. 2), 8 - верхняя граница вечной мерзлоты на момент окончания теплого периода года.
Предлагаемое техническое решение работает следующим образом. В прототипе (фиг. 3) в период начала промерзания дороги, имеющей, например, две полосы движения, под осевой частью асфальтобетонного покрытия образуется мерзлое ядро, в то время как под проезжей частью ближе к обочинам грунт еще талый. При проезде автомобиля деформация мерзлого грунта существенно меньше деформации талого грунта, в результате в покрытии возникает изгибающий момент. При одновременном проезде автомобилей по двум полосам возникают разнонаправленные моменты, стремящиеся развернуть дорожную одежду, работающую как две плиты, относительно оси проезжей части. Поскольку в предлагаемом техническом решении (фиг. 1) по оси дороги устроен шов, происходят свободные перемещения краев шва.
Поскольку в зоне разрыва покрытие щебеночное, трещина либо закатывается колесами автомобилей, либо легко устраняется путем укатки и поверхностной обработки, так же как и в щебеночном покрытии 7 аналога (фиг. 2).
Продольные трещины наблюдаются и в местных дорогах с односторонним движением. Поэтому разделительный шов целесообразно в ряде случаев устраивать и в них. При многополосном движении разделительный шов целесообразно устраивать на границе двух крайних полос. В общем разделительный шов целесообразно устраивать в тех дорогах, где условия промерзания - протаивания резко отличаются в пределах проезжей части и у обочины, особенно при наличии кюветов и больших откосов. В городских условиях, где проезжая часть граничит с тротуарами, разделительный шов вряд ли целесообразен. Необходимость шва может быть легко обоснована теплотехническими расчетами.
Долговечность дорожной одежды в зоне разделительного шва ниже, чем долговечность дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием, однако интенсивность движения в этой зоне существенно (на порядок) ниже, поскольку в процессе эксплуатации дороги по поверхности шва проезжают только автомобили, осуществляющие обгон. По этой причине разрушения покрытия из щебня не происходит.
Покрытие дорожной одежды с разделительным швом может быть цементобетонным.
Первым существенным признаком данного технического решения является дорожная конструкция с дорожной одеждой, поскольку она является показателем устройства, на котором работает патентуемое устройство.
Вторым существенным признаком является асфальтобетонное покрытие, которое также является показателем устройства, на котором работает патентуемое устройство.
Третьим существенным признаком является продольный разделительный шов 6 в асфальтобетонном покрытии, он выполняет заданную функцию патентуемой полезной модели.
Все три основных существенных признака являются необходимыми и достаточными для достижения заявляемых двух технических результатов. Все они отражены в формуле. Оба технических результата определяются одними и теми же техническими признаками, и достигаются тем, что в зоне концентрации напряжений, где обычно возникает трещина, устраивают шов, который работает, как шарнир и предотвращает появление деформаций покрытия.
Четвертым существенным дополнительным признаком данного решения, раскрывающим суть изобретения, является то, что ось шва совмещена с продольной осью земляного полотна. Это дополнение нужно при устройстве разделительного шва на двухполосной проезжей части дороги.
Пятым дополнительным существенным признаком данного решения, раскрывающим суть изобретения, является то, что разделительный шов выполнен на всю толщину асфальтобетонного покрытия, а тип покрытия разделительного шва - каменный материал, например, щебень, которым засыпают разделительный шов. Это дополнение представляет собой наиболее экономичное и технологичное решение, поскольку шов проще всего заполнить щебнем, используемым в основании дорожной одежды.
Эффективность предлагаемого технического решения заключается в том, что благодаря наличию разделительного шва не возникают трещины, увеличивается срок службы покрытия, и как следствие, снижаются затраты труда и материалов на ремонтные работы.