Устройство гидроизоляции разделительной полосы дорожной одежды автомобильной дороги на просадочных грунтах

Область техники
Полезная модель относится к дорожному строительству и эксплуатации автомобильных дорог с разделительными полосами преимущественно на просадочных грунтах.
Уровень техники
Автомобильные дороги должны обеспечивать: безопасное и удобное движение автомобильных и других транспортных средств с расчетными скоростями, нагрузками и габаритами; безопасное движение пешеходов; иметь необходимые условия для ремонта и содержания; обладать надежностью конструкций и устойчивостью к внешним воздействиям [СП 34.13330.2012. Автомобильные дороги].
Одной из актуальных проблем надежности конструкций и устойчивости к внешним воздействиям автомобильных дорог на просадочных и лесовых грунтах является обеспечение дренирования и дорожного водоотвода посредством устройств, отводящих воду от земляного полотна и дорожной одежды и предотвращающих переувлажнение земляного полотна при ливневых осадках и чрезмерном поливе разделительных полос с травяным покрытием особенно в жарком засушливом климате.
Под земляным полотном обычно понимается геотехническая конструкция, выполняемая в виде насыпей, выемок или полунасыпей-полувыемок, служащая для обеспечения проектного пространственного расположения проезжей части дороги и в качестве грунтового основания (подстилающего грунта) конструкции дорожной одежды [СП 34.13330.2012. Автомобильные дороги].
Выделяют рабочий слой земляного полотна (подстилающий грунт) - верхнюю часть полотна в пределах от низа дорожной одежды до уровня, соответствующего 2/3 глубины промерзания конструкции, но не менее 1,5 м, считая от поверхности покрытия.
Земляное полотно предусматривают с учетом категории дороги, типа дорожной одежды, высоты насыпи и глубины выемки, свойств грунтов, используемых в земляном полотне, условий производства работ по возведению полотна, природных условий района строительства и особенностей инженерно-геологических условий участка строительства, опыта эксплуатации дорог в данном районе, исходя из обеспечения требуемых прочности, устойчивости и стабильности как самого земляного полотна, так и дорожной одежды при наименьших затратах на стадиях строительства и эксплуатации, а также при максимальном сохранении ценных земель и наименьшем ущербе окружающей природной среде.
Земляное полотно обычно включает в себя следующие элементы: верхнюю часть земляного полотна (рабочий слой); тело насыпи (с откосными частями); основание насыпи; основание выемки; откосные части выемки; устройство для поверхностного водоотвода; устройства для понижения или отвода грунтовых вод (дренаж); поддерживающие и защитные геотехнические устройства и конструкции, предназначенные для защиты земляного полотна от опасных геологических процессов (эрозии, абразии, селей, лавин, оползней и т.п.).
Параметры конструкции земляного полотна могут назначаться с применением: широко апробированных и не требующих дополнительного обоснования специальными расчетами типовых решений, отвечающих требованиям строительных норм и правил; индивидуальных конструктивных решений, требующих обоснования специальными расчетами (в том числе типовых решений, требующих индивидуальной привязки).
Индивидуальные решения, а также индивидуальную привязку типовых решений применяют: для насыпей с высотой откоса более 12 м; для насыпей на участках временного подтопления, а также при пересечении постоянных водоемов и водотоков; для насыпей, сооружаемых на болотах глубиной более 4 м с выторфовыванием или при наличии поперечных уклонов дна болота более 1:10; для насыпей, сооружаемых на слабых основаниях; при использовании в насыпях грунтов повышенной влажности; при использовании в насыпях прослоек из геосинтетических материалов (разделительных, армирующих, дренирующих, капилляропрерывающих, гидроизолирующих, теплоизолирующих и т.п.) для регулирования водно-теплового режима верхней части земляного полотна, а также при специальных поперечных профилях; при сооружении насыпей на просадочных грунтах.
Для обеспечения устойчивости земляного полотна в сложных условиях, а также на участках сопряжения земляного полотна с мостами и путепроводами необходимо предусматривать водоотводные, дренажные, поддерживающие и другие защитные сооружения.
В частности, для повышения защищенности и надежности земляного полотна автомобильных дорог выполняют усиление дорожных конструкций и материалов в целях улучшения их механических характеристик посредством армирования геосинтетическими материалами (тканый геотекстиль, геосетка, плоская георешетка и их композиции, гибкая объемная георешетка (геоячейки), геокомпозиты), предназначенными для усиления дорожных конструкций и материалов, и используют армированный грунт, создаваемый путем конструктивного и технологического объединения грунтовых слоев и арматуры в виде металлических, пластмассовых полос, прослоек из геосинтетических материалов, расположенных горизонтально, способных выдержать значительные по сравнению с грунтом растягивающие усилия.
Это существенно усложняет и повышает стоимость строительства автомобильных дорог, однако не обеспечивает необходимой сохранности и надежности земляного полотна автомобильных дорог на просадочных грунтах, на которых при замачивании мгновенная просадка может превышать 20%.
Для повышения стабильности земляного полотна на слабых грунтах известны различные дренажные устройства, осушение которыми основано на удалении свободной воды из грунтов основания, что приводит к частичной стабилизации грунтов основания.
Общеизвестно, что причинами деформаций и недостаточной стабильности земляного полотна и основания дорожной одежды являются высокая влажность этих грунтов от наличия в них свободной и связанной воды, которая может резко повышаться при ливневых осадках и чрезмерных поливах.
Переменное содержание воды в грунтах основания автомобильных дорог, являясь важной причиной образования деформаций, не позволяет добиться полной стабилизации земляного полотна, что является проблемой повышения надежности технических сооружений автомобильных дорог. Поэтому разрабатываются средства стабилизации содержания воды в земляном полотне автомобильных дорог.
Одной из основных причин деформаций и потери стабильности основания дорожной одежды является увлажнение земляного полотна через разделительные полосы автомобильных дорог, которые обычно имеют травяное покрытие и обычно содержат только средства поверхностного водоотвода с разделительных полос.
Поверхности разделительных полос в зависимости от их ширины, применяемых грунтов, вида укрепления и природно-климатических условий придают уклон к середине разделительной полосы или в сторону проезжей части. При уклоне поверхности разделительной полосы к середине обычно предусматривают устройство специальных коллекторов для отвода поверхностной воды [раздел 5.28 СП 34.13330.2012. Автомобильные дороги].
Известно дренажное устройство, предназначенное для сбора и отвода свободной грунтовой воды, увлажняющей глинистый грунт основания земляного полотна [Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь: Учебник для вузов. М.: Транспорт, 1987. С. 226-235].
Данное дренажное устройство представляет собой траншею, выполненную в слоях сезонного промерзания и постоянно талых грунтов основания земляного полотна и расположенную вдоль него. Ширина дренажной траншеи равна 0,8-1,0 м, а глубина - больше глубины сезонного промерзания на величину требуемого понижения уровня грунтовой воды. По дну траншеи уложена дренажная труба, а траншея заполнена дренирующим материалом (например, песком крупным).
Данное устройство работает следующим образом. Свободная грунтовая вода из водоносного слоя (слоя постоянно талых грунтов) стекает в дренажную траншею и по трубе отводится за пределы земляного полотна. Уровень свободной воды понижается ниже границы сезонного промерзания. Глинистый грунт слоя сезонного промерзания основания земляного полотна перестает контактировать со свободной водой, что предотвращает в зимний период перемещение свободный воды в слой сезонного промерзания и, как следствие, пучение грунта.
Однако связанная вода остается в глинистом грунте слоя сезонного промерзания, что делает его влажным. В зимний период в глинистом грунте происходит процесс миграции связанной и капиллярной воды из слоя постоянно талых грунтов в слой сезонного промерзания, что вызывает льдообразование и, как следствие, их пучение, обусловленное наличием связанной и капиллярной воды.
Достоинство известного устройства заключается в частичной ликвидации пучения грунта, обусловленного понижением уровня свободной воды в водоносном слое на требуемую глубину, и частичном отводе свободной воды из грунта сезонного промерзания при его оттаивании.
Недостаток известного устройства заключается в образовании пучения грунта, обусловленного наличием в слое сезонного промерзания связанной воды, а также невозможность его применения для удаления воды из грунта разделительной полосы.
Известна фильтрующая насыпь на слабых грунтах, используемая при строительстве и реконструкции насыпей линейных сооружений на слабых грунтах при пересечении со слабосточными водотоками или в депрессионных формах рельефа, содержащая призму из сортированного скального грунта, ограниченную СНМ и по боковым граням контейнерами с сортированным скальным грунтом. В верхней и нижней гранях призмы уложены контейнеры, при этом уложенные по периметру контейнеры связаны между собой и в поперечном сечении образуют арку. Пространство внутри арки заполнено скальным грунтом или связанными или не связанными между собой контейнерами со скальным грунтом. Техническим результат - разработка фильтрующей насыпи, устойчивость которой в течение последующей эксплуатации будет обеспечена за счет исключения неравномерного воздействия сосредоточенной нагрузки вдоль ее продольной оси путем равномерного перераспределения стока воды в основании, что исключит размокание и потерю прочности грунтов и возникновение просадок железнодорожного пути [RU 2186170, E01F 5/00. Опубл. 27.07.2002].
Известен способ вертикально-углового дренирования для защиты верхней части земляного полотна от переувлажнения, включающий миграцию влаги по дренажным трубам, по которому дренажные вертикально-угловые дрены, заполненные пористым материалом, выполняют в виде дренажных труб, направленных в тело земляного полотна и установленных под углом к оси горизонта, при этом угол расположения вертикально-угловых дрен, а также их количество и диаметр зависят от пика уровня грунтовой воды, который надо понизить, и от ее объема соответственно. Технический результат - сохранение существующего дорожного покрытия при устройстве вертикально- углового дренажа [RU 2206656, E01F 5/00. Опубл. 20.06.2003].
Известна расположенная в зоне выветривания нагорная канава, используемая для перехвата и отвода поверхностных и грунтовых вод от земляного полотна автомобильных и железных дорог в горных условиях местности, которая для цели повышение надежности отвода грунтовых вод содержит русло с дном, нагорным и подгорным откосами и снабжена фильтрующей прослойкой из мелкодисперсного грунта, размещенной под дном и подгорным откосом в пределах всей зоны выветривания горного склона [RU 1409715, E01F 5/00. Опубликовано: 15.07.1988].
Известна дренирующая прорезь через дорожную насыпь на вечной мерзлоте, предназначенная для применения в области распространения вечномерзлых грунтов, в которой устроена дренирующая прорезь, отсыпанная из камня. Новым является то, что дренирующая прорезь через дорожную насыпь на вечной мерзлоте содержит три дренирующих канала: основной в зоне водотока, пересекающий в поперечном направлении насыпь и заполненный крупнопористым материалом, собирательный, примыкающий к основному дренирующему каналу с верховой стороны водотока, и распределительный, расположенный с низовой стороны водотока. Основной, собирательный и распределительный каналы расположены ниже уровня естественной поверхности грунта на протяжении высоты деятельного слоя в естественных условиях и заполнены крупнопористым материалом. Кроме того, дренирующая прорезь может содержать выводной дренирующий канал и примыкающий к нему инициирующий водопропускной канал, верхняя часть которого расположена выше уровня воды в период осеннего замерзания. Технический результат - повышение эффективности работы дренирующей прорези за счет пропуска грунтовых вод [RU 136447, E01F 5/00. Опубл. 10.01.2014].
Известен способ применения горизонтального и вертикального дренирования для укрепления слабых грунтов в основаниях сооружений, а также для ускорения осадки сооружений, основанный на принципе миграции влаги соответственно по горизонтали или по вертикали. В грунт или в полотно дорожной одежды закладываются трубы, которые меняют путь миграции влаги и ускоряют осушение грунта (Тулаев А.Я. Конструкция и расчет дренажных устройств. - М.: Транспорт, 1980. - 191 с).
Недостатком данного известного способа горизонтального дренирования является: осушение только верхней части земляного полотна; заиливание материала дренирующего слоя в процессе эксплуатации вследствие оттаивания влаги из земляного полотна и динамическом воздействии автомобильной нагрузки; невозможность улучшения дренирующих свойств конструкции без разрушения дорожной одежды.
Недостатком вертикального дренирования является отсутствие возможности дренировать влагу из середины дорожной одежды и грунта разделительной полосы без нарушения дорожного покрытия.
Известны устройства и способы водоотвода с поверхности дорог и средства защиты от водной эрозии откосов насыпей и выемок.
Известна система поверхностного водоотвода с автомобильных дорог, включающая изготовленные из бетона устройство для сбора воды с проезжей части дороги, поперечные водоотводные лотки и водосборные устройства, выполненные в виде колодцев [RU 2182942, МПК Е01С 3/06, приор. 12.04.2000].
Недостатком данной системы является большая трудоемкость процесса изготовления водоотвода, необходимость использования грузоподъемных механизмов при его монтаже. При эксплуатации бетон под действием влаги, перепадов температур разрушается, требуется проведение ремонта водоотвода, что увеличивает затраты на обслуживание при одновременном уменьшении срока службы.
Известна конструкция поверхностного водоотвода с автомобильной дороги (Типовые проектные решения 503-09-7.84 "Водоотводные сооружения на автомобильных дорогах общей сети Союза ССР", утверждены и введены в действие Минтрансстроем, распоряжение от 28.03.1984, раздел III, п. 3.2), содержащая устройство для сбора воды с проезжей части, поперечный лоток, гасящее устройство, растекатель. Все элементы конструкции выполнены из бетона.
Недостатком данного устройства также является сложность и трудоемкость монтажа, необходимость использования подъемных механизмов. В процессе эксплуатации бетон под действием влаги, перепадов плюсовых и минусовых температур разрушается, требуется проведение ремонта водоотвода, что увеличивает затраты на обслуживание при одновременном уменьшении срока службы.
Известна используемая при строительстве и эксплуатации водоотводных сооружений преимущественно на автомобильных дорогах в горной местности водоотводящая система, которая для повышения надежности эксплуатации путем предотвращения обводнения основания лотка и прочистки дренажной трубы содержит колодцы с оголовками, сообщенные между собой дренажными трубами. На входном оголовке дренажной трубы установлена заглушка, размещенная ниже уровня максимально подпертого горизонта воды в колодце. Наличие заглушки повышает надежность эксплуатации водоотводящей системы за счет предотвращения проникновения воды в основание лотка и обеспечения прочистки дренажных труб [RU 1606567, E01F 5/00. Опубл. 15.11.1990].
Известен способ устройства водоотводного сооружения от земляного полотна и других насыпных сооружений для защиты от водной эрозии откосов насыпей и выемок, при укреплении входного и выходного русел водопропускных труб при строительстве автомобильных, железных дорог и других грунтовых сооружений, заключающийся в нарезании канавы, укреплении ее дна и стенок покрытием и придании дну канавы профилированной в продольном сечении формы с выступами, в качестве покрытия используют геотекстильный материал, который укладывают по поверхности дна и стенок и закрепляют кромки по длине канавы. Выступы формируют из геотекстильного материала, скрепленного с образованием поперечных обойм, заполняемых для придания жесткости грунтом или иным материалом при использовании их в качестве гасителей скорости течения воды. Обоймы заполняют П-образными скобами - по одной на каждую, с фиксацией скобы в грунте донной части канавы. Позволяет расширить область применения подобных сооружений (на местности с уклоном более 30%), сократить стоимость и сроки строительства, а также повысить надежность сооружения [RU 2025551, E01F 5/00. Опубл. 30.12.1994].
Известен водоотвод для поверхностного дорожного водоотвода, который для снижения трудоемкости монтажа, увеличения срока службы, уменьшения затрат на обслуживание, надежности при эксплуатации в любых климатических зонах, включает устройство для сбора воды с проезжей части, поперечные лотки и гасящее устройство с растекателем, выполнен из стеклопластика - синтетических армированных смол [RU 71663, E01F 5/00. Опубл. 20.03.2008].
Для повышения безопасности дорожного движения на современных автомобильных дорогах выполняют разделительные полосы.
Установленную правилами дорожного строительства ширину разделительной полосы на участках дорог, где в перспективе может потребоваться увеличение числа полос движения, принимают равной не менее 13,5 м - для дорог категории ΙΑ и не менее 12,5 м - для дорог категории IБ [СП 34.13330.2012. Автомобильные дороги].
Поверхности разделительных полос в зависимости от их ширины, применяемых грунтов, вида укрепления и природно-климатических условий обычно придают уклон к середине разделительной полосы или в сторону проезжей части. При уклоне поверхности разделительной полосы к середине предусматривают устройства коллекторов для отвода поверхностной воды.
Учитывая значительные протяженность и ширину разделительных полос, их обычно изготавливают из грунта основания дорог, а их поверхности наиболее часто укрепляют засевом травы, требующей регулярного полива в засушливые периоды.
При интенсивном таянии снега, ливневых осадках и чрезмерном поливе разделительных полос в земляное полотно автомобильных дорог через грунт заполнения разделительных полос попадает значительное количество воды, что приводит к существенному и резкому изменению влажности и физико-механических прочностных показателей грунта земляного полотна, что в свою очередь приводит к деформациям и повреждениям земляного полотна и последующему повреждению и разрушению дорожной одежды автомобильной дороги.
Особенно важно оптимальное решение этой задачи для автомобильных дорог на просадочных грунтах, которые при увлажнении резко меняют физико-механические прочностные показатели и, в зависимости от категории просадочности грунта, часто дают мгновенную осадку под собственным весом, либо под воздействием нагрузок.
Грунты для рабочего слоя земляного полотна дорог обычно подразделяют по составу (глинистые грунты), набухаемости, относительной просадочности и склонности к морозному пучению, а также по льдистости и просадочности при оттаивании.
Отличительная особенность просадочных грунтов заключается в их способности в напряженном состоянии от собственного веса и/или внешней нагрузки при повышении влажности - замачивании давать дополнительные осадки, называемые просадками, которые могут приводить и часто приводят к деформации и повреждению оснований дорог.
К просадочным грунтам относятся лессы, лессовидные супеси, суглинки и глины, некоторые виды покровных суглинков и супесей, а также в отдельных случаях мелкие и пылеватые пески с повышенной структурной прочностью, насыпные глинистые грунты, отходы промышленных производств (колосниковая пыль, зола и т.п.), пепловые отложения и др.
Просадочные грунты и основные их представители - лессовые грунты широко распространены на территории России и занимают около 15% ее площади, в том числе на значительной части (более 80%) территории Украины, Центральной Черноземной зоны, Северного Кавказа, Закавказья, Поволжья, Средней Азии, Казахстана, Восточной и Западной Сибири и др.
Значительные площади заняты лессовыми грунтами в Румынии, Болгарии, Югославии, Испании, странах Северной Африки, Китае, Иране, Афганистане, странах Южной Америки, США и др.
Распространены просадочные грунты в Туркменистане, особенно в южной части Ашхабада.
Просадочность грунтов обуславливается особенностями процесса формирования и существования толщ этих грунтов, в результате чего они находятся в недоуплотненном состоянии. Недоуплотненное состояние лессового грунта может сохраняться на протяжении всего периода существования толщи, если не произойдет повышения влажности и нагрузки. В этом случае может произойти дополнительное уплотнение грунта в нижних слоях под действием его собственного веса. Но так как просадка зависит от величины нагрузки, недоуплотненность толщи лессовых грунтов по отношению к внешней нагрузке, превышающей напряжения от собственного веса грунта, сохранится. Возможность последующего уплотнения лессового грунта, находящегося в недоуплотненном состоянии от внешней нагрузки или собственного веса, при повышении влажности определяется соотношением снижения его прочности при увлажнении и величиной действующей нагрузки.
3
Недоуплотненность грунтов выражается в их низкой степени плотности, характеризующейся объемной массой скелета в пределах обычно 1,2-1,5 т/м, пористостью 0,6-0,45 и коэффициентом пористости 0,65-0,9. С глубиной степень плотности чаще всего повышается.
Наряду с недоуплотненностью просадочные грунты обычно характеризуются низкой природной влажностью, пылеватым составом, определенной структурной прочностью.
Структурная прочность лессовых и других просадочных грунтов обусловливается в основном цементационным сцеплением. При повышении влажности происходит значительное снижение прочности грунта.
Известно, что тонкие пленки воды между частицами грунта могут оказывать расклинивающее действие, которое сказывается одновременно с прониканием воды в толщу грунта. Пленки воды, с одной стороны, играя роль смазки, облегчают скольжение частиц и содействуют более плотной их укладке под воздействием давления, с другой стороны, при резком увлажнении способствуют резкому снижению плотности и связанности, то есть к резкому снижению прочности грунта и соответственно к резкому снижению прочности земляного полотна дорог.
Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности существенных признаков (прототипом) является дренажное устройство, содержащее выполненные в нижней части насыпи дорожного полотна поперечные траншеи, продольную траншею с уложенной на ее дне дренажной трубой, причем поперечные и продольная траншеи соединены между собой и заполнены дренирующим грунтом, причем поперечные и продольная траншеи выполнены на глубину менее глубины сезонного промерзания, что обеспечивает получение технического результата - повышение стабильности грунтов основания земляного полотна за счет полного исключения пучения и осадки, как от свободной, так и связанной воды путем осушения постоянно талых слабых грунтов [RU 93410, E01F 5/00, опубл. 27.04.2010 (прототип)].
Недостатком прототипа RU 93410 и общим недостатком всех указанных выше способов и устройств является невозможность их применения для гидроизоляции разделительной полосы (боскета) дорожной одежды на просадочных грунтах, а также невозможность достижения полной гидроизоляции земляного полотна автомобильных дорог с разделительными полосами.
Примеров гидроизоляции разделительных полос (боскета) дорожной одежды на просадочных и лесовых грунтах, а также примеров дренирования (удаления подземной воды) грунта разделительных полос дорожных полос автомобильных дорог в объеме проведенного поиска не выявлено.
Задача и технический результат
В различных регионах, в частности в южной части города Ашхабад, широко распространены просадочные грунты - грунты, при попадании воды на которые происходит мгновенная просадка под собственным весом и/или под воздействием нагрузок.
Задачей полезной модели является решение проблемы попадания в грунт земляного полотна автомобильных дорог воды от систем орошения, талых и ливневых вод в грунт основания (земляного полотна) дороги и предотвращение переувлажнения земляного полотна автомобильной дороги на просадочных грунтах при интенсивном таянии снега, ливневых осадках и чрезмерном поливе разделительных полос с травяным покрытием особенно в жарком засушливом климате, требующем регулярного полива для сохранения травяного покрытия разделительных полос.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является обеспечение защищенности земляного полотна основания дорожной одежды автомобильных дорог от проникновения в земляное полотно основания автомобильной дороги воды из грунта заполнения разделительной полосы, что особенно актуально и значимо для автомобильных дорог на просадочных грунтах.
Раскрытие сущности изобретения
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что устройство гидроизоляции разделительной полосы дорожной одежды автомобильной дороги согласно полезной модели содержит средство гидроизоляции разделительной полосы и расположенное над ним средство отвода воды из грунта заполнения разделительной полосы, выполненные с возможностью предотвращения проникновения воды из грунта заполнения разделительной полосы в земляное полотно основания дорожной одежды автомобильной дороги.
При этом средство гидроизоляции разделительной полосы выполнено в виде расположенного под грунтом заполнения разделительной полосы слоя гидроизоляционного материала в виде геотекстильного полотна, геомембраны типа LDPE или аналогичного по гидроизоляционнным свойствам материала, края расположенного под грунтом заполнения разделительной полосы слоя гидроизоляционного материала герметично соединены с расположенными по краям разделительной полосы бортовыми камнями, например посредством размещения краев гидроизоляционного материала в бетонных основаниях бортовых камней, путем наклейки гидроизоляционного материала на поверхность бортовых камней посредством горячего битума или путем крепления гидроизоляционного материала к бортовым камням крепежными дюбелями.
Кроме этого средство отвода воды из грунта заполнения разделительной полосы выполнено в виде расположенной над слоем гидроизоляционного материала дренажной трубы, сообщающейся с коллектором отвода воды и/или дренажными колодцами водоотвода, расположенная над слоем гидроизоляционного материала дренажная труба выполнена в виде перфорированной полимерной, керамической или композитной трубы и выполнена обернутой водопроницаемым геотекстильным материалом и/или расположенной в слое щебня, обернутого водопроницаемым геотекстильным материалом, а над грунтом заполнения разделительной полосы расположен слой растительного грунта с травяным покрытием.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показан возможный, преимущественный, но не единственный вариант реализации устройства по полезной модели, где показаны: растительный слой грунта 1 разделительной полосы автомобильной дороги; бортовые камни 2; проезжая часть автомобильной дороги 3; бетонные основания бортовых камней 4; гидроизоляционный материал 5; грунт заполнения разделительной полосы 6; щебень 7 преимущественной фракции 20-40, обернутый в геотекстильное полотно; перфорированная полиэтиленовая труба 8 преимущественно диаметром 110 мм, обернутая в водопроницаемое геотекстильное полотно.
Осуществление полезной модели
Для решения поставленной задачи и достижения требуемого технического результата гидроизоляция земляного полотна и основания дорожной одежды автомобильной дороги от попадания воды от систем орошения, ливневых талых вод из грунта заполнения разделительной полосы осуществляется следующим образом:
При строительстве или реконструкции автомобильной дороги планировочным ковшом экскаватора в земляном полотне основания автомобильной дороги формируют выемку под разделительной полосой.
При новом строительстве автомобильной дороги выемку под разделительную полосу формируют после укладки первого слоя асфальтобетонного покрытия, до установки бортового камня.
При необходимости, перед формированием выемки под разделительную полосу производят досыпку грунта в разделительную полосу и его уплотнение до плотности не ниже нормативных требований.
При реконструкции автомобильной дороги производится демонтаж бортового камня, после чего производится выемка грунта из разделительной полосы с одновременным проектным формированием.
Перед началом устройства гидроизоляции разделительной полосы должны быть закончены все работы по монтажу конструктивов дороги в разделительной полосе (колодцы ливневой канализации, фундаменты опор наружного освещения, знаков ТСОДД и т.д.).
Выемку под разделительную полосу формируют с уклоном боковых краев к центральной части или приближенной к одному из краев (как показано на фиг. 1) для обеспечения последующего естественного скопления воды в нижней части выемки.
Минимальная глубина выемки под разделительную полосу определяется размером корневого кома растений, которые позже будут высажены в разделительной полосе.
При формировании выемки под разделительную полосу также обустраиваются площадки под дренажные колодцы и коллектор водоотвода. Шаг дренажных колодцев определяется максимально возможным исходя из действующих норм. Параметры основания под колодцы, а также их конструкция также определяется соответствующими нормами. Водосброс с дренажных колодцев определяется согласно проекту, например, на рельеф, либо в стволовой колодец коллектора ливневой канализации.
В сформированную выемку под разделительной полосой укладывают гидроизоляционный материал, края которого располагают по проектной линии бортового камня таким образом, чтобы бетонный зуб бортового камня полностью перекрывал края гидроизоляционного материала, как показано на фиг. 1.
При необходимости гидроизоляционный материал закрепляют к дорожной одежде анкерами (шаг анкеров определяется на месте, исходя из гибкости и жесткости гидроизоляционного материала) или иными известными способами.
В качестве гидроизоляционного материала могут быть использованы геотекстильное полотно, геомембрана типа LDPE (Low-Density Polyethylene), а также любые сходные по гидроизоляционнным свойствам материалы.
Толщина и прочность гидроизоляционного материала должны быть достаточными для успешного завершения монтажных работ. Поперечные и продольные швы гидроизоляционного материала должны быть в обязательном порядке загерметизированы.
Герметизацию швов можно выполнять специальным аппаратом для сварки, либо путем промазки горячим битумом. Кроме того, промазкой горячим битумом должны быть обработаны все стыки гидроизоляционного материала к уже установленным конструктивам автомобильной дороги (колодцы ливневой канализации, фундаменты опор наружного освещения, знаков ТСОДД и т.д.), а также к установленным дренажным колодцам.
После укладки слоя гидроизоляционного материала в нижнюю углубленную часть выемки разделительной полосы расстилают полосу водопроницаемого геотекстильного материала, на который позже укладывают дренажный трубопровод в слое щебня или без слоя щебня.
Ширина полосы водопроницаемого геотекстильного материала должна быть достаточной для последующего создания обоймы для щебенистого материала, в среднем она составляет около 1 м.
Дренажный трубопровод преимущественно выполняют из обернутой геотканью полиэтиленовой трубы с перфорацией диаметром 110 мм. Концы и/или патрубки дренажного трубопровода заводятся в дренажные колодцы и зачеканиваются.
Поверх дренажной трубы производят отсыпку щебня преимущественной фракции 20-40, таким образом, чтобы над трубой был слой минимум 15 см для предотвращения заиливания дренажных труб.
После отсыпки щебня свободные концы водопроницаемого геотекстильного материала заводятся поверх слоя щебня, создавая таким образом фильтрующую обойму, которая на первом этапе прохождения воды будет отсекать глинистые частицы, которые могут заиливать дренажные трубы. Эту же функцию фильтрации выполняют щебень и геотекстильная обойма дренажной трубы.
Во время создания дренажной обоймы производят параллельное закрепление краев гидроизоляционного материала, примыкающих к дорожному полотну, путем установки в проектное положение бортовых камней и прикрепления к нему краев гидроизоляционного материала.
После создания дренажной обоймы и закрепления краев гидроизоляционного материала, выемку разделительной полосы засыпают грунтом обратной засыпки до проектных отметок, после чего производят отсыпку слоя растительного грунта.
Устройство функционирует следующим образом:
Остаточные воды от орошения разделительной полосы, ливневые воды, а также воды от таяния снега проходят сквозь грунт заполнения разделительной полосы и по гидроизоляционному материалу стекают в нижнюю точку выемки под разделительной полосой, где позже, отфильтровываясь через слой геотекстиль-щебень-геотекстиль дренажной обоймы, попадают в дренажную трубу. По дренажной трубе вода попадает в коллектор водоотвода и/или в дренажные колодцы, откуда осуществляется сброс воды в заданное место.
В результате земляное полотно - основание дорожной одежды в результате становится полностью защищенным от проникновения в него воды из грунта заполнения разделительной полосы, что особенно актуально и значимо для автомобильных дорог на просадочных грунтах.
Таким образом, предлагаемое устройство гидроизоляции разделительной полосы полностью предотвращает проникновение воды от системы орошения и ливневых вод из грунта заполнения разделительной полосы в земляное полотно основания дорожной одежды автомобильной дороги.
Этим обеспечивается возможность достижения требуемого технического результата и причинно-следственной связи между существенными признаками полезной модели и достигаемым техническим результатом.
Настоящая полезная модель может быть использована при строительстве, ремонте и реконструкции автомобильных дорог на различных, преимущественно на просадочных грунтах.
Отдельные части и узлы устройства по полезной модели могут быть изготовлены из обычно применяемых в строительстве автомобильных дорог материалов по обычно применяемым в дорожном строительстве технологиям.
Материалы, конкретные размеры и отдельные особенности конструктивного исполнения отдельных узлов устройства по полезной модели могут быть выбраны из стандартных типоразмеров и стандартов дорожного строительства и эксплуатации автомобильных дорог.
Подробно описанные полезные модели в разделах "Раскрытие сущности изобретения", "Кратное описание чертежей" и "Осуществление полезной модели" конструктивные и функциональные особенности изготовления и использования предлагаемых устройства и способа доказывают возможность изготовления устройства в целом и его отдельных узлов промышленным, а также реализацию способа промышленным способом и его использования в автодорожной промышленности.
Учитывая новизну и неочевидность существенных признаков изобретения, показанную в разделе "Уровень техники", "Раскрытие сущности изобретения", "Кратное описание чертежей" и "Осуществление изобретения", существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанную в разделах «Осуществление изобретения», промышленную осуществимость изобретения, достижение требуемого технического результата и его причинно-следственную связь с совокупностью существенных признаков изобретения, по нашему мнению заявленная полезная модель удовлетворяет всем требованиям критериев охраноспособности, предъявляемым к полезным моделям.
Таким образом, есть все основания утверждать, что полезная модель соответствует требованиям критериев охраноспособности "новизны", "изобретательского уровня" и "промышленной применимости", а проведенный в описании анализ показывает также, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения технического результата, но и позволяют реализовать полезную модель промышленным способом.