УСТРОЙСТВО ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к строительству, и может быть использована при строительстве дорог, а именно при строительстве основания дорожной одежды, а также для укрепления и защиты от эрозии откосов, каналов, облицовок и гидротехнических сооружений.
Известно устройство дорожной одежды, состоящее из верхнего слоя и нижнего слоя, выполненного из георешетки ячеистой конструкции из соединенных между собой швами полимерных полос высотой от 100 до 200 мм, ячейки которой заполнены песком. (Патент США №4797026, НКИ 404/28, 1989). При этом верхний слой выполняют предпочтительно из асфальтобетона.
Достижению требуемого технического результата в указанном техническом решении препятствует сложность выполнения операции асфальтирования.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели (прототипом) является устройство дорожной одежды, состоящее из верхнего слоя из зернистого материала (щебня) и нижнего слоя, выполненного из георешетки ячеистой конструкции из соединенных между собой швами полимерных полос высотой от 100 до 200 мм, ячейки которой заполнены песком (Применение геосинтетики и геопластиков при строительстве и ремонте автомобильных дорог. - Труды Союздорнии; вып.196, М., 1998, стр.115-116).
Достижению требуемого технического результата в указанном техническом решении препятствует неопределенность в отношении оптимального изготовления верхнего слоя дорожной одежды, т.к. при недостаточной толщине верхнего слоя будет происходить накопление остаточных деформаций в грунте земляного полотна, следовательно
нарушится ровность внешней поверхности верхнего слоя, что приведет к уменьшению срока службы дорожной одежды.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание устройства дорожной одежды, обеспечивающего необходимый срок службы при минимальных затратах.
Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели, выражается в увеличение срока службы дорожной одежды за счет оптимального соотношения высоты верхнего и нижнего слоя, что приводит к увеличению относительной ровности верхнего слоя дорожной одежды, что в свою очередь влияет на однородность нагрузки на основание, и уменьшении затрат на строительство в результате уточненной материалоемкости дороги.
Для достижения вышеуказанного технического результата по первому варианту полезной модели в устройстве дорожной одежды, состоящем из верхнего слоя из зернистого материала и нижнего слоя, выполненного из георешетки ячеистой конструкции из соединенных между собой швами полимерных полос высотой от 100 до 200 мм, ячейки которой заполнены зернистым материалом, верхний слой выполняют высотой от 60 до 150 мм.
Нижний предел толщины верхнего слоя из зернистого материала обусловлен необходимостью избежать соприкосновения транспортных средств с верхней кромкой ячеек георешетки, при котором может быть повреждена георешетка. При этом наибольшее влияние оказывают такие факторы, как накопление колеи на покрытии и износ зернистого материала. При расчете нижнего предела толщины верхнего слоя из зернистого материала учитывались результаты экспериментов, проведенных в Ноттингемском университете [Тезисы докладов международного семинара "Геотекстиль и геосинтетики при строительстве автомобильных дорог", 14-15 ноября, М, МАДИ (ГТУ) 2001, стр.72], посвященные измерению глубины образующейся колеи в зависимости от
количестве приложенной нагрузки при применении локализации зернистых материалов георешеткой. При нагрузке 1000000 глубина колей составила 20 мм. С учетом фактора износа зернистого материала в ячейках георешетки и в верхнем слое, минимальная толщина верхнего слоя определена 60 мм. При данной толщине даже при образовании колеи в условиях длительной эксплуатации шины транспортных средств не будут соприкасаться с верхней частью георешетки.
Верхний предел толщины верхнего слоя из зернистого материала определялся, исходя из требуемого эквивалентного модуля упругости дорожной одежды для дорожных конструкций с учетом экспериментальных данных по измерению модуля упругости слоя, выполненного из георешетки ячеистой конструкции из соединенных между собой швами полимерных полос высотой от 100 до 200 мм, ячейки которой заполнены зернистым материалом [Тезисы докладов международного семинара "Геотекстиль и геосинтетики при строительстве автомобильных дорог", 14-15 ноября, М, МАДИ (ГТУ) 2001, стр.74-76]. Расчетным путем установлено, что при превышении толщины верхнего слоя более 150 мм при данных высотах георешетки от 100 до 200 мм, не происходит существенного увеличения прочностных характеристик дорожной одежды, при увеличении материалоемкости.
Также при определении диапазона толщины верхнего слоя учитывались технологические факторы строительства дорог.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по первому варианту в качестве зернистого материала верхнего слоя может быть использован песок средней крупности или щебень.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по первому варианту ячейки георешетки ячеистой конструкции из соединенных между собой швами полимерных полос заполнены зернистым материалом в виде песка и/или гравия и/или щебня. При этом в
частных случаях при использовании песка, его уплотняют коэффициентом уплотнения не менее 0, 9.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по первому варианту толщина полимерных полос, из которых выполнена георешетка, составляет от 0,7 до 1,6 мм.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по первому варианту соотношение диагоналей ячейки георешетки в виде отношения меньшей диагонали к большей диагонали составляет от 0,7 до 0,98.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по первому варианту георешетка выполнена перфорированной.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по первому варианту дорожная одежда дополнительно содержит слой из геотекстиля и/или песка, размещенный под нижним слоем, выполненным из георешетки ячеистой конструкции из соединенных между собой швами полимерных полос высотой от 100 до 200 мм, ячейки которой заполнены зернистым материалом. При этом в частном случае выполнения слой из песка, размещенный под нижним слоем, может быть выполнен высотой от 10 до 600 мм.
Для достижения вышеуказанного технического результата по второму варианту полезной модели в устройстве дорожной одежды, состоящем из верхнего слоя из зернистого материала и нижнего слоя, выполненного из георешетки, выполненной из соединенных между собой швами полимерных полос, ячейки, которой заполнены зернистым материалом, верхний слой выполнен высотой а, определенной из соотношения
x
a=kb
где k - экспериментально установленный коэффициент, выбранный из диапазона от 0,27 до 1,68;
b - высота нижнего слоя.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по второму варианту в качестве зернистого материала верхнего слоя может быть использован песок средней крупности или щебень.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по второму варианту ячейки георешетки ячеистой конструкции из соединенных между собой швами полимерных полос заполнены зернистым материалом в виде песка и/или гравия и/или щебня. При этом в частных случаях при использовании песка, его уплотняют с коэффициентом уплотнения не менее 0, 9.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по второму варианту толщина полимерных полос, из которых выполнена георешетка, составляет от 0,7 до 1,6 мм.
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по второму варианту соотношение диагоналей ячейки георешетки в виде отношения меньшей диагонали к большей диагонали составляет от 0,7 до 0,98.
x
В частных случаях выполнения устройства дорожной одежды по второму варианту дополнительно содержит слой из геотекстиля и/или песка, размещенный под нижним слоем, выполненным из георешетки ячеистой конструкции из соединенных между собой швами полимерных полос, ячейки которой заполнены зернистым материалом. При этом если данный слой выполнен из песка слой из песка, то его высота с не превышает 6b, где - b высота нижнего слоя.
Полезная модель поясняется чертежами, где
на фиг.1 - изображено устройство дорожной одежды (разрез);
на фиг.2 - изображен слой, состоящий из георешетки, заполненной зернистым материалом (вид сверху);
на фиг.3 - изображено устройство дорожной одежды с дополнительным слоем из геотекстиля (разрез);
на фиг.4 - изображено устройство дорожной одежды дополнительным слоем из песка (разрез).
Устройство дорожной одежды по первому и второму вариантам полезной модели состоит из верхнего слоя 1 и нижнего слоя 2 (фиг.1, 3, 4). Верхний слой 1 выполнен из зернистого материала, например, щебня или песка средней крупности. Высота верхнего слоя а слоя по первому варианту полезной модели составляет от 60 до 150 мм, а по второму варианту полезной модели определяется из соотношения
х
а=kb,
где k - экспериментально установленный коэффициент, выбранный из диапазона от 0,27 до 1,68;
b - высота нижнего слоя.
Нижний слой 2 выполнен из георешетки 3, ячейки которой заполнены зернистым материалом 4, например, песком, щебнем, гравием и или любым сочетанием этих материалов. Георешетка ячеистой конструкции выполнена из соединенных между собой швами полимерных полос 5 (фиг.2). Высота нижнего слоя определяется высотой георешетки и по первому варианту полезной модели составляет от 100 до 200 мм. Толщина полимерных полос t (фиг.2) может составлять от 0,7 до 1,6 мм.
Определенное по настоящей полезной модели соотношение толщин верхнего и нижнего слоя является наиболее оптимальным. Изменение указанных соотношений, при изменении интервала толщины верхнего слоя, приводит к ухудшению эксплутационных характеристик дороги.
Устройство дорожной одежды может содержать дополнительный слой геотекстиля 6 (фиг.3) и/или песка 7 (фиг.4), размещенный под нижним слоем 2, выполненным из георешетки ячеистой, заполненной зернистым материалом. Такой слой обеспечивает повышенные дренажные свойства дорожной одежды и применяется в случае необходимости.
В первом варианте полезной модели высота дополнительного слоя из песка составляет от 10 до 600 мм. Во втором варианте полезной модели высота дополнительного слоя с не превышает 6b, где - b высота нижнего слоя.
1
2
Устройство дорожной одежды выполняют следующим образом. На грунт 8 укладываю георешетку 3 и растягивают ее в направлении дороги, таким образом, чтобы соотношение диагоналей ячейки георешетки в виде отношения меньшей диагонали d к большей диагонали d было в пределах от 0,7 до 0,98. Указанное соотношение обеспечивает наибольший объем внутреннего пространства растянутой георешетки при допустимой нагрузке на швы соединения полос георешетки. Затем георешетку заполняют зернистым материалом 4. Производят уплотнение. Затем производят укладку верхнего слоя 1 из песка средней крупности или щебня. В зависимости от климатических условий и типа местности сначала на грунт 8 может быть уложен дополнительный слой из геотекстиля 6 или песка 7 или геотекстиля и песка.
Пример 1.
Устройство дорожной одежды выполняли, состоящим из верхнего слоя 1 высотой 60 мм и нижнего слоя 2 высотой 100 мм. Верхний слой 1 был выполнен из щебня. Высота верхнего слоя 1 а определенна из соотношения
х
а=kb,
где k-=0,6.
При испытаниях по приложению эксплутационной нагрузки не выявлено изменения конфигурации георешетки нижнего слоя. Глубина образованной колеи обеспечивает нормативные значения для данной высоты дорожной одежды.
Пример 2.
Устройство дорожной одежды выполняли, состоящим из верхнего слоя 1 высотой 80 мм и нижнего слоя 2 высотой 150 мм. Верхний слой 1
был выполнен из щебня. Высота верхнего слоя 1 а определенна из соотношения
x
a=kb,
где k-=0,53.
При испытаниях по приложению эксплутационной нагрузки не выявлено изменения конфигурации георешетки нижнего слоя. Глубина образованной колеи обеспечивает нормативные значения для данной высоты дорожной одежды.
Пример 3.
Устройство дорожной одежды выполняли, состоящим из верхнего слоя 1 высотой 150 мм и нижнего слоя 2 высотой 200 мм. Верхний слой 1 был выполнен из щебня. Отношение высоты верхнего слоя а к высоте нижнего слоя b равно 1.
Высота верхнего слоя 1 а определенна из соотношения
х
a=kb, где k-=0,75.
При испытаниях по приложению эксплутационной нагрузки не выявлено изменения конфигурации георешетки нижнего слоя. Глубина образованной колеи обеспечивает нормативные значения для данной высоты дорожной одежды.
Пример 4.
Устройство дорожной одежды выполняли, состоящим из верхнего слоя 1 высотой 60 мм и нижнего слоя 2 высотой 200 мм. Верхний слой 1 был выполнен из песка средней зернистости. Высота верхнего слоя 1 а определенна из соотношения
х
a=kb,
где k-=0,3.
При испытаниях по приложению эксплутационной нагрузки не выявлено изменения конфигурации георешетки нижнего слоя. Глубина
образованной колеи обеспечивает нормативные значения для данной высоты дорожной одежды.
Пример 5.
Устройство дорожной одежды выполняли, состоящим из верхнего слоя 1 высотой 150 мм и нижнего слоя 2 высотой 100 мм. Верхний слой 1 был выполнен из песка средней зернистости. Высота верхнего слоя 1 а определенна из соотношения
х
а=kb, где k-=1,5.
При испытаниях по приложению эксплутационной нагрузки не выявлено изменения конфигурации георешетки нижнего слоя. Глубина образованной колеи обеспечивает нормативные значения для данной высоты дорожной одежды.
Пример 6.
Устройство дорожной одежды выполняли, состоящим из верхнего слоя 1 высотой 50 мм и нижнего слоя 2 высотой 250 мм. Верхний слой 1 был выполнен из щебня.
Высота верхнего слоя 1 а определенна из соотношения
x
a=kb,
где k-=0,2.
При испытаниях по приложению эксплутационной нагрузки выявлено малое изменение конфигурации георешетки нижнего слоя. Глубина образованной колеи не обеспечивает нормативные значения для данной высоты дорожной одежды, что свидетельствует о необходимости соблюдения нижнего предела высоты верхнего слоя 60 мм, и предела высоты нижнего слоя 200 мм.
Пример 7.
Устройство дорожной одежды выполняли, состоящим из верхнего слоя 1 высотой 200 мм и нижнего слоя 2 высотой 100 мм. Верхний слой 1
был выполнен из щебня. Высота верхнего слоя 1 а определенна из соотношения
х
a=kb,
где k-=2.
При испытаниях по приложению эксплутационной нагрузки выявлены изменения конфигурации георешетки нижнего слоя, что свидетельствует о необходимости соблюдения соотношения высот слоев.
Предлагаемое устройство дорожной одежды обеспечивает высокие эксплутационные характеристики.