ДОРОЖНАЯ ОДЕЖДА

Полезная модель относится к дорожному строительству, а именно к возведению дорожной одежды с бетонным покрытием, преимущественно эксплуатируемых при повышенных нагрузках, аэродромных посадочных полос и т.д.
Известна дорожная одежда, содержащая жесткое грунтовое основание и монолитное предварительно напряженное струнобетонное покрытие с передачей усилия натяжения на опорные балки. /1/.
Наиболее близкой является дорожная одежда, включающая жесткое грунтовое основание с отсыпкой слоя щебня, нижний слой бетонной подготовки и верхнее монолитное железобетонное покрытие с предварительно напряженной арматурой для обжатия по периметру дорожного полотна с передачей усилия натяжения на опорные элементы /2/.
Недостатками известных конструкций дорожной одежды являются высокая материалоемкость, трудоемкость процесса возведения, и необходимость использования большого количества технических устройств.
Техническая задача заключается в упрощении технологии возведения, снижение себестоимости за счет уменьшения трудозатрат и материалоемкости дорожной одежды.
2
Поставленная задача решается таким образом, что в дорожной одежде, включающей жесткое грунтовое основание, бетонную подготовку и монолитное железобетонное покрытие, содержащее предварительно напряженную арматуру, заанкеренную по боковым граням дорожного полотна, согласно полезной модели, в качестве предварительно напряженной арматуры монолитное железобетонное покрытие содержит канатную арматуру диаметром 9-15 мм, расположенную, по крайней мере, в один ряд во взаимно пересекающихся направлениях симметрично под углом 30-60° к оси дорожного полотна, с шагом 30-75 см, при этом, канатная арматура размещена в полиэтиленовых трубках, заполненных смазкой, с возможностью свободного перемещения, а на концах арматурных канатов с упором в бетон и усилием обжатия 9-20 тн размещены анкерные металлические пластины площадью 45-100 см, на которых пантовыми зажимами зафиксирована напряженная канатная арматура. Причем, монолитное железобетонное покрытие содержит в верхнем и/или нижнем поясах арматурные сетки.
2
Предлагаемая конструкция дорожной одежды отличается от известной тем, что в качестве предварительно напряженной арматуры монолитное железобетонное покрытие содержит канатную арматуру диаметром 9-15 мм, расположенную, по крайней мере в один ряд, во взаимно пересекающихся направлениях симметрично под углом 30-60° к оси дорожного полотна, с шагом 30-75 см, при этом, канатная арматура размещена в полиэтиленовых трубках, заполненных смазкой, с возможностью свободного перемещения; а на концах арматурных канатов с упором в бетон размещены анкерные пластины площадью 45-100 см, на которых цанговыми зажимами зафиксирована напряженная канатная арматура.
Расчетный уровень обжатия бетона в продольном и поперечном направлениях задается положением угла напрягаемой арматуры относительно оси дорожного полотна и ее количеством. Величина оптимального положения угла натягиваемой арматуры относительно оси дорожного полотна, определяющая уровень обжатия бетона в продольном и поперечном направлениях находится в пределах 30°-60°.
Напряженная арматура располагается в середине сечения или на двух уровнях по нижнему и верхнему поясам симметрично относительно оси сечения дорожного полотна.
При передаче усилия натяжения на бетон с торцов дорожного покрытия длина канатного арматурного элемента ограничена шириной дорожного полотна и потери напряжения сжатия в сечениях в результате трения бетонного покрытия с поверхностью грунтовой подготовки, как в продольном, так и в поперечном направлении, минимальны.
Предлагаемая конструкция дорожной одежды обеспечивает получение расчетных эксплуатационных характеристик за счет изменения степени обжатия бетонного покрытия в продольном и поперечном направлениях в зависимости от заданных транспортных нагрузок. Кроме того, позволяет упростить бетонирование дорожного покрытия и исключить необходимость полосного бетонирования для обеспечения трещиностойкости, износостойкости и долговечности дорожной одежды.
Размещенную в трубках канатную арматуру, зафиксированную в натянутом состоянии анкерами по торцам железобетонного покрытия, можно заменить на новую того же диаметра в любое время эксплуатации дорожного полотна при ремонтных работах.
В предлагаемом предварительно напряженном бетонном покрытии дорожного полотна напряженная арматура располагается поперек дорожного полотна под углом относительно ее продольной оси во взаимно пересекающихся направлениях на одном или двух уровнях в сечении покрытия симметрично нейтральной оси. Кроме того, в дорожной одежде, монолитное бетонное покрытие может содержать в верхнем и/или нижнем поясах арматурные сетки для повышения трещиностойкости покрытия.
На фиг.1 представлена конструкция дорожного покрытия в плане; фиг.2 разрез 1-1 фиг.1; фиг.3 - схема распределения усилий обжатия бетона при расположении канатной арматуры под углом к продольной оси дорожного полотна.
Конструкция дорожной одежды включает железобетонное покрытие 1, расположенное на слое бетонной подготовки 2, с отсыпкой и укаткой щебеночного слоя 3. Бетонное покрытие 1 содержит предварительно напряженные канатные арматурные элементы 4, состоящие из канатной арматуры 5, расположенной в полиэтиленовой трубке 6, заполненной смазкой, с возможностью свободного перемещения, и анкерных пластин 7 с цветовыми зажимами 8.
Дорожную одежду возводят следующим образом.
По ширине дорожного покрытия устанавливают бортовые элементы в виде металлических пластин с отверстиями для фиксирования в нужном направлении и положении канатных арматурных элементов 4. Канатные арматурные элементы 4 раскладывают симметрично под углом 30-60° к оси дорожного полотна с шагом 30-75 см. Арматурные сетки 9 укладывают на бетонную подготовку 2, располагая их в верхней и нижней части сечения железобетонного покрытия, которые размещают в заданном положении с помощью фиксаторов. С помощью бетоноукладчика производят бетонирование дорожного покрытия и выдерживают до набора бетоном прочности. После чего производят распалубку. На концы канатной арматуры 5, выступающие из торцов покрытия, устанавливают цанговые зажимы 8. С помощью гидроцилиндра, с упором в боковую сторону бетонного покрытия арматуру 5 натягивают на расчетное усилие обжатия 9-20 тн, и в таком положении цанговые зажимы 8 анкеруются.
Арматурные элементы 4 располагаются в покрытии во взаимно пересекающихся направлениях симметрично под определенным углом относительно продольной оси дорожного полотна.
Расчетный уровень обжатия бетона в продольном и поперечном направлениях задается положением угла натягиваемой арматуры относительно оси дорожного полотна и ее количества.
прод.
поп.
Оптимальное значение величины уровня обжатия бетона в продольном и поперечном направлениях, когда арматурные элементы расположены под углом 45° относительно продольной оси, тогда плита покрытия находится в плоском напряженном состоянии с равными значениями обжатия в продольном и поперечном направлениях, т.е. σ=σ (см. фиг.3).
Для увеличения или уменьшения уровня обжатия бетона плиты в одном или другом направлениях может быть изменен угол расположения арматурного элемента относительно продольной оси дорожного полотна. Примеры устройства дорожной одежды приведены в таблице.
Таблица
Тип дорожного покрытия
Эксплуатационная нагрузка, тн
Толщина покрытия, см
Напрягаемая арматура К7
Усилия натяжения, кг
Шаг арматуры, см
Класс бетона
Уровень пред напряжения, σ<sub>вр</sub>, кгс/см
Расход арматуры К7
кг/м<sup>2</sup>
кг/м<sup>3</sup>
Автодорожное покрытие
6,0-11,5
14-20
⌀15
15000
50-75
В30-В35
10-22
1,7-2,2
8,5-15,7
Аэродромное покрытие
50-100
20-30
4⌀15
60000
30-50
В60
10-100
5,0-13,4
16,8-67,0
Источники информации:
1. SU Авторское свидетельство №159560, кл. Е01С 7/16, БИ №1, 1964 г.
2. Патент РФ №2243316, кл. Е01С 3/00, 27.12.2004 г. /прототип/.