СОТОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
HONEYCOMB STRUCTURE OF ROAD BED

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для усиления слабого основания, повышения прочности и несущей способности дороги.
Известны конструкции дорог, в которых с целью повышения несущей способности в тело дороги уложены различные укрепляющие элементы - деревья и порубочные остатки, сетки, маты из полимерных материалов и пр. [1, 2, 3].
Недостатком этих решений является низкая устойчивость тела дороги к сезонным температурным и влажностным циклам, особенно переходам от положительным к отрицательным температурам, замерзанием-оттаиваниям многослойных, многофазных гетерогенных структур тела дороги.
Известны дороги, в которых дорожные одежды армированы кольцами, металлическими полосами, металлическими штырями и сваями [1, 4, 5, 6, 7].
Недостатком этих решений является малая эффективность укрепления дорожной одежды, поскольку деформации нижележащих слоев и тела дороги при воздействии температурно-влажностных и силовых факторов зачастую превышают допустимые.
Наиболее близким решением, взятым за прототип, является земляное полотно с обочинами, откосами, расположенными в земляном полотне продольными траншеями, заполненными сыпучим материалом, дополнительно введены поперечные траншеи, при этом продольные траншеи выполнены по краям дороги и по колейным линиям глубиной, большей глубины промерзания, а поперечные траншеи с частотой шага, возрастающей пропорционально транспортной нагрузке, траншеи заполнены дискретным армирующим материалом, например ветвями деревьев, соломой и т.п., залиты на 90%…95% глубины связующей композицией, например глинопесчаной, поверх которой уложены непрерывные, скрепленные между собой в перекрестиях траншей армирующие элементы, например полипропиленовые ленты, и траншеи дозалиты связующей композицией доверху, причем продольные армирующие элементы натянуты. Что обеспечивает напряжение сжатия в поверхностном слое [8].
Прототип имеет недостаток - низкую устойчивость дороги к нагрузкам тяжелого транспорта, что приводит к дефектам дороги типа «келейность», «выбоины», «просадки», «разрывы».
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение устойчивости основания дороги и увеличение его трещиностойкости.
Сущность изобретения состоит в следующем: в автомобильной дороге, содержащей конструкцию земляного полотна с обочинами, откосами в земляном полотне выполнены продольные и поперечные траншеи, заполненные сыпучим материалом. Продольные траншеи выполнены по краям дороги и по колейным линиям глубиной, большей глубины промерзания, а поперечные траншеи с частотой шага, возрастающей пропорционально транспортной нагрузке. Траншеи заполнены дискретным армирующим материалом, например ветвями деревьев, соломой и т.п., залиты на 90%…95% глубины связующей композицией, например глинопесчаной, поверх которой уложены непрерывные, скрепленные между собой в перекрытиях траншей армирующие элементы, например полипропиленовые ленты, и траншеи дозалиты связующей композицией доверху. При этом в продольные траншеи дополнительно введены вертикальные армирующие элементы с частотой шага поперечных траншей, в котором прикреплены горизонтальные продольные и поперечные армирующие элементы, причем поперечные армирующие элементы натянуты, что обеспечивает напряжение сжатия в поверхностном слое.
На фиг.1 приведена схема разреза конструкции по А-А.
На фиг.2 представлена схема конструкции - поперечный разрез дороги.
На фиг.3 приведена схема разреза конструкции по А-А.
На фиг.4 дан разрез по В-В.
На фиг.5 схемы перекрестных траншей.
Сотовая конструкция земляного полотна содержит:
1 - насыпь (фиг.2),
2 - продольные траншеи (фиг.2),
3 - верхнее покрытие дороги (фиг.2),
4 - поперечные траншеи (фиг.3),
5 - вертикальные армирующие элементы (фиг.5),
6 - узел скрепления (фиг.5).
Примеры исполнения.
Пример 1. В земляном полотне шириной 6 м вновь строящейся дороги по одной полосе в обе стороны прорезают продольные по краям и под колейные линии траншеи шириной 8…10 см на глубину 1,4 м и поперечные на глубину 0,7 м, используя трактор Беларусь со стандартной навесной пилой траншеи заполняют дискретным армирующим материалом, ветвями деревьев, порубочными остатками. В продольные траншеи вводят вертикальные армирующие элементы, заливают глинопесчаной композицией не доверху, а на 90%…95% глубины траншеи, поверх композиции укладывают продольные и поперечные армирующие элементы, например полипропиленовую ленту, скрепляют между собой и с вертикальными армирующими элементами в перекрестиях траншей, поперечные армирующие элементы натягивают по петлям и дозаливают траншеи глинопесчаной композицией, после чего устраивают поверхностное покрытие дороги, получая таким образом устойчивую сотовую конструкцию земляного полотна.
Пример 2. При ремонте участка дороги с асфальтобетонным покрытием с дефектами типа «колейность», «просадка» прорезают траншеи образуя сотовую сеточную структуру, с ячейками 1000 мм × 1000 мм заполняют траншеи тощим бетоном с внутренними вертикальными армирующими элементами в продольных траншеях, после чего на поверхности сотовой структуры размещают сваренную сетку из полипропиленовых лент, которые скрепляют с вертикальными армирующими элементами и закатывают асфальтобетоном.
Пример 3. При проектировании и изготовлении дорог или взлетно-посадочных полос из плит прорезают сотовую сеточную структуру по размерам плит. Армирование и заливку связующей композицией осуществляют в соответствии с нагрузками, воздействующими на дорогу или взлетно-посадочную полосу, например для взлетно-посадочных полос под тяжелые самолеты типа А-380 армирование осуществляют полиэфирные ленты, а в качестве связующей композиции используют бетон.
Источники информации
1. Бабков В.Ф. и др. Проектирование автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1987.
2. Справочник инженера-дорожника. Ремонт и содержание автомобильных дорог. Под ред. А.П.Васильева. М.: Транспорт, 1989.
3. Разработка новых конструкций дорожных покрытий, армированных фиброй и сетями. 30.10.2002, ГУП «НИИ Мосстрой», статья в Интернете: www.srtoinanka.ru
4. SU 1011757 А, 15.04.1983; DE 2438822 А1, 26.02.1976; GB 1105961 А, 13.03.1968.
5. Карпов В.К. «Автомобильная дорога». RU 61297 U1, 27.02.2007.
6. Боровик В.С.«Конструкция дорожной одежды». RU 2310031 С1, 10.11.2007.
7. Смогунов В.В. и др. Инновационные пути строительства дорог. Отчет и НИР. №5-ТМТ, 2008 г., 286 с.
8. Решение о выдаче патента от 04.03.2009 г. по заявке на изобретение №2008111293/03 «Сотовая конструкция земляного полотна».