УСТРОЙСТВО ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

Полезная модель относится к строительству. Устройство оснований дорожной одежды предназначено для строительства автомобильных дорог общего пользования, армирования строительных конструкций и укрепления слабых оснований промышленных и гражданских сооружений, аэродромов, железнодорожного полотна, в автостоянках, в подъездных дорогах, а также для армирования откосов насыпи и борьбы с эрозией почвы.
Из уровня техники известны различные устройства (см. патент RU 2129189, опубликованный 20.04.1999, патент RU 2358063, опубликованный 10.06.2009 и патент RU 2152480, опубликованный 10.07.2000), в которых для стабилизации и закрепления грунтовой поверхности и откосов используются пространственно полимерные решетки, в частности так называемые «георешетки». Пространственно полимерные решетки изготавливают из гибких и прочных полимерных лент, нарезая ленты на мерные полосы и скрепляя их между собой в шахматном порядке поперечными швами, получают ячеистые структуры, способные закреплять и удерживать от смещения массы грунта, загруженные в ячейки. Материалом для изготовления указанных лент, как правило, служит полиэтилен различных марок. Ленты и полосы из полиэтилена являются гибкими, прочными, устойчивыми к воздействию неблагоприятных природных факторов.
Полиэтилен относится к термопластичным материалам, поэтому при нагревании полиэтилена под нагрузкой, например под действием солнечных лучей при одновременном воздействии давления грунта, происходит неупругое растяжение термопластичного полимера, которое приводит к деформации всей георешетки и, как следствие, перемещению слоя грунта.
Известно устройство конструкции дорожной одежды, содержащее верхний слой из асфальтобетонного покрытия, расположенные под ним георешетку, заполненную дисперсным нерудным материалом, прокладку из геотекстиля и слой песка. Непосредственно между асфальтобетонным покрытием и георешеткой расположен слой дисперсного нерудного материала. В качестве дисперсного нерудного материала используют гальку и/или щебень и/или шлак и/или гравий. Георешетка может быть выполнена из полимерных полос шириной 50-150 мм. Кроме того, полосы георешетки могут быть выполнены перфорированными (патент на полезную модель RU 52405, 27.03.2006).
Однако данная конструкция не придает желаемую прочность автомобильной дороге, так как имеет не достаточно большой срок эксплуатации. Кроме того, известная дорожная одежда может быть эффективно использована только для дорог местного значения, которые не испытывают больших нагрузок.
Известно устройство конструкции дорожной одежды, выбранное в качестве прототипа, содержащее асфальтобетонное покрытие и слои основания. Основание включает нижний подстилающий слой, слой георешетки с заполнителем, промежуточный слой из заполнителя. Георешетка выполнена из полимерной композиции, содержащей полиэстер, при этом она имеет модуль устойчивости при температуре 50°C 750±100 МПа, тангенс дельта при 50°C 0.15±0.03°C, устойчивость при 2% растяжении не менее 9 МПа, устойчивость при 4% растяжении не менее 14 МПа, коэффициент термотягучести не менее 70×10 ехр (-6)°C. Стенки ячеек георешетки имеют шероховатую поверхность, снабженную 3-16% отверстиями с протуберанцами или без них (патент на полезную модель RU 84393, 10.07.2009).
Данная конструкция имеет срок эксплуатации около 15 лет, что не является достаточным.
Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение прочностных характеристик устройства оснований дорожной одежды, в том числе увеличение устойчивости к деформации и срока службы возводимой конструкции.
Технический результат достигается благодаря тому, что устройство оснований дорожной одежды состоит из дополнительного слоя основания из дренирующего материала, двуосной георешетки, нижнего слоя основания, геосотовой системы, над которой расположен технологический слой и верхний слой основания. Между нижним слоем основания и геосотовой системой может быть размещена прокладка из геотекстиля. Геосотовая система представляет собой набор расположенных в несколько рядов и соединенных между собой в шахматном порядке полос, образующих при растягивании геосоты ячеистой структуры. Полосы выполнены из полимерного нанокомпозитного сплава, и могут быть выполнены с перфорацией.
Применение состава, содержащего полимерный нанокомпозитный сплав для изготовления геосотовой системы обеспечивает пластичность, стабильность геометрических размеров и устойчивость к ползучести, что придает устройству оснований повышенные деформативные, прочностные характеристики и увеличивает срок его службы.
Вместо дорогостоящих привозимых материалов в качестве наполнителя может использоваться местные щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные смеси с непрерывной гранулометрией и размером зерен не более 80 мм или любой другой пригодный для этих целей доступный материал. Преимущественно используются смеси с размером зерен не более 40 мм.
Выполнение ячеек геосотовой системы с перфорацией способствует лучшему дренажу.
Двуосная георешетка выполняет роль армирующей прослойки и препятствует втапливанию элементов нижнего слоя основания в дополнительный слой основания, что повышает прочностные характеристики устройства оснований дорожной одежды, обеспечивает равномерное распределение нагрузок в процессе эксплуатации, повышает устойчивость к деформации конструкции и срок ее службы.
Использование подобной конструкции устройства оснований создает жесткую основу с высокой гибкой силой, действуя подобно полужесткой плите, распределяя нагрузки в стороны и сокращая контактное давление, что увеличивает прочность дорожной одежды.
Также данная конструкция лучше сохраняет свои характеристики с течением времени и при повышенных температурах.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство оснований дорожной одежды.
Устройство оснований дорожной одежды (фиг. 1) состоит из дополнительного слоя основания 1, выполненного из дренирующего материала, двуосной георешетки 2, нижнего слоя основания 3, геосотовой системы 5, между нижним слоем основания 3 и геосотовой системой 5 может размещаться прокладка 4 из геотекстиля, над геосотовой системой расположен технологический слой 6 и верхний слой основания 7.
В качестве дренирующего материала в дополнительном слое основания 1 может использоваться песок природный, песок намывной, отходы карьерного производства, щебень и различные щебеночные материалы. В предпочтительном варианте осуществления полезной модели в качестве дренирующего материала используется песок природный и/или песок намывной. В качестве нижнего слоя основания 3 могут использоваться щебеночные материалы или любой другой пригодный для этих целей доступный материал. Для технологического слоя 6 и заполнителя геосотовой системы 5 могут использоваться: щебеночно-песчаные и/или гравийно-песчаные смеси с непрерывной гранулометрией и размером зерен не более 80 мм, или любой другой пригодный для этих целей доступный материал. Преимущественно используются смеси с размером зерен не более 40 мм. Верхний слой конструкции 7 представляет собой асфальтобетон, цементобетон, щебеночное покрытие, железнодорожное полотно.
Двухосная георешетка 2 представляет собой сетку с жесткими соединениями узлов, образующими ячейки одинакового размера и формы. Она может быть выполнена из полиэтилена высокого давления, полиэфира или иного пригодного для этих целей материала.
Геосотовая система 5 представляет собой набор расположенных в несколько рядов и соединенных между собой в шахматном порядке полос, образующих при растягивании геосоты ячеистой структуры. Полосы выполнены из полимерного нанокомпозитного сплава, и могут быть выполнены с перфорацией.
Когда двухосная георешетка и геосотовая система установлена и заполнена наполнителем, происходит геотехническое взаимодействие материала, грунта и формы. При увеличивающейся нагрузке повышается общая пластическая деформация и пластическая деформация конструкции.
Устройство оснований дорожной одежды выполняют следующим образом. Вначале строительства дороги на предварительно уплотненном грунте создают дополнительный слой основания 1 из дренирующего материала, например природного песка, и/или песка намывного, и/или отходов карьерного производства, и/или щебня и/или различных щебеночных материалов. После его уплотнения и выравнивания поверх дополнительного слоя 1 размещают и закрепляют двуосную георешетку 2. Закрепление производится с целью предотвращения скатывания в момент укладки следующего слоя. По уложенной и закрепленной по дополнительному слою оснований 1 двуосной георешетке 2 укладывается нижний слой основания 3. В качестве нижнего слоя основания 3 могут использоваться щебеночные материалы или любой другой пригодный для этих целей доступный материал. Двуосная георешетка 2 не позволит втапливаться отдельным элементам нижнего слоя основания 3 в дополнительный слой основания 1 и будет выполнять роль армирующей прослойки. После этого, при необходимости, укладывают прокладку 4 из геотекстиля, которая выполняет разделяющую функцию для уложенной на нее геосотовую систему 5 с наполнителем от нижнего слоя основания 3. Затем укладывают геосотовую систему 5, ячейки геосотовой системы 5 заполняют наполнителем, который может состоять из щебеночно-песчаных, гравийно-песчаных смесей с непрерывной гранулометрией и размером зерен не более 80 мм или любого другого пригодного для этих целей доступного материала. Преимущественно используются смеси с размером зерен не более 40 мм. Материал, заполняющий геосотовую систему 5, отсыпают с учетом технологического слоя 6 для предотвращения повреждения ячеек в процессе распределения и уплотнения. После уплотнения и выравнивания слоев 5 и 6 его покрывают верхним слоем конструкции 6, представляющим собой асфальтобетон, цементобетон, щебеночное покрытие, железнодорожное полотно.
Использование устройств оснований дорожной одежды такого типа позволяет заменить дорогостоящий наполнитель доступным местным материалом-наполнителем.
Также подобная конструкция позволяет повысить несущую способность дорожного полотна за счет перераспределения вертикальной нагрузки по трем направлениям, тем самым снижая ее и увеличить прочность дорожной одежды. Применение в устройстве оснований геосотовой системы с заданными характеристиками позволяет при огромных динамических нагрузках, сохранить ее форму неизменной как минимум на протяжении 50 лет.
Список использованной литературы:
1. Патент RU 2129189, приоритет от 04.06.1998 г. опубликован 20.04.1999 г.
2. Патент RU 2358063, приоритет от 25.12.2007 г., опубликован 10.06.2009 г.
3. Патент RU 2152480, приоритет от 15.06.1999 г., опубликован 10.07.2000 г.
3. Патент на полезную модель RU 52405, приоритет от 04.05.2005 г., опубликован 27.03.2006 г.