СПОСОБ УШИРЕНИЯ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ (ВАРИАНТЫ)
METHOD TO WIDEN ROAD STRUCTURE (VERSIONS)

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к строительству дорожных конструкций с асфальтобетонным покрытием и дорожной одеждой нежесткого типа.
В современном дорожном строительстве для улучшения эксплуатационных качеств в грунт основания дороги внедряют неизвлекаемые сваи, размещаемые по определенным схемам в соответствии с задачами, стоящими перед строителями.
Известен способ возведения дорожной одежды, в котором неизвлекаемые армированные сваи забиты на начальной стадии строительства в земляное полотно (деятельный слой) через уплотненный подстилающий песчаный слой по краям дорожной одежды и по оси дороги на некотором расстоянии друг от друга и связаны горизонтальными арматурными элементами [патент RU 2027822].
Однако существующий способ использования неизвлекаемых свай не дает гарантии сохранения стабильности физико-механических свойств дорожной одежды, если такие сваи внедрить в деятельный слой уплотненного грунтового основания по кромке проезжей части перед удалением грунта обочины и откоса насыпи. Реконструируемая дорожная одежда из-за наличия больших промежутков между сваями и временного разрыва между установкой свай и последующим монтажом арматурных элементов начнет медленно незаметно для глаз расширяться в горизонтальной плоскости в направлении выработки. При этом происходит разуплотнение материала конструктивных слоев с потерей прочности и несущей способности дорожной конструкции. В будущем это обязательно проявится в виде колеи и просадок на поверхности покрытия. Приведенное критическое замечание можно распространить на все другиге способы и технологические приемы реконструкций и ремонта дорожных конструкций, при которых осуществляется боковое вскрытие слоев дорожной одежды или устройство выработок в теле дороги.
Целью настоящего изобретения является гарантированное обеспечение стабильности физико-механических свойств и сохранности напряженно-деформированного состояния материалов конструктивных слоев старой существующей дорожной одежды от разуплотнения.
Поставленная цель достигается сочетанием и строгой последовательностью технологических операций, выполняемых набором существующих машин и механизмов без применения ручного труда. Применение метода сооружения «стены в грунте», оправдавшего себя в строительстве, с использованием оригинальных извлекаемых и неизвлекаемых свай с оригинальным размещением их в теле дороги на границе дорожной одежды и грунтовой обочины до начала земляных работ по удалению грунта обочины и откоса насыпи, в сочетании с другими предлагаемыми операциями образует единое целостное решение. Внедренные в тело дорожной конструкции сваи в виде вертикальной стены из шпунтовых свай лишь доуплотняют прилегающие слои дорожной конструкции и не позволят им в будущем расшириться в горизонтальном направлении и осыпаться в сооруженное рядом корыто. Конструктивные слои дорожной одежды не имеют даже минимального времени и пространства на самопроизвольное разуплотнение под механическим воздействием проходящего по дороге транспорта, что и гарантирует достижение поставленной цели.
Признанию заявленного изобретения препятствуют «Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог» ВСН24-88, М., «Транспорт», 1989, п.5.3, стр.125, 126 и учебник для ВУЗов под ред. А.П. Васильева и В.М. Сиденко «Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения», «Транспорт» М., 1990, стр.177-179. В данных источниках не предусмотрены меры по сохранению напряженно-деформированного состояния дорожной одежды в процессе ее уширения, что достигается настоящим изобретением. Считаем, что целесообразно данному изобретению присвоить название «боковой упор Меркушова при уширении дорожной конструкции».
На фиг.1 - трехмерное изображение фрагмента дорожной конструкции, одна из сторон которой уширяется по первому способу; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - трехмерное изображение фрагмента реконструированной по второму способу с одной стороны дорожной конструкции без смещения оси дороги; на фиг.5 - извлекаемая металлическая шпунтовая свая, применяемая в способе уширения по п.1; на фиг.6 - неизвлекаемая железобетонная свая, применяемая в способе уширения по п.2.
Способ осуществляется следующим образом.
Сначала вдоль кромки А (см. фиг.1) плотного асфальтобетонного покрытия 1 автогрейдер выполняет на уровне нижней плоскости В пористого асфальтобетонного покрытия 2 горизонтальный срез треугольного сечения 3 грунта обочины 4, одновременно сдвигая грунт на откос насыпи 5. Затем дисковой фрезой перпендикулярно плоскости С дорожного покрытия 1 или вертикально обрезается кромка А этого покрытия и слоя пористого асфальтобетонного покрытия 2 на минимальную ширину, но не более 100 мм с целью получения качественной целостной плоскости D будущего стыка старого и нового покрытия. Проходя ковшом вдоль плоскости D на уровне горизонтального дна Е среза треугольного сечения 3, погрузчик собирает в ковш все обломки обрезанной кромки А для вторичной переработки. Горизонтальная плоскость Е станет площадкой для размещения вертикальной технологической стены в грунте и будет удобным ориентиром при погружении в тело дорожной конструкции свай 6 стены. Извлекаемая свая 6 (см. фиг.5), заостренная снизу, с плоским торцом сверху и овальной проушиной F под крюк, выполнена из металлического шпунтового профиля, обладающего высокой прочностью и устойчивостью при погружении. Длина свай 6 одинаковая в пределах участка реконструируемой дороги, имеющего одну толщину дорожной одежды 7. При установке сваи из-за конструктивных особенностей шпунтового профиля через одну вплотную примыкают шпунтами к плоскости D, а сопряженные с ними сваи развернуты относительно первых на 180° и не касаются плоскости D. Сооружение свайной стены в грунте осуществляется самоходной сваевдавливающей установкой, не оказывающей вредного воздействия на дорожную одежду. Погружение свай в тело дорожной конструкции завершается, когда верхние концы свай 6 с проушинами F возвышаются над уровнем горизонтального дна Е среза грунта обочины 3 на минимальную высоту, достаточную для размещения захвата грузоподъемного механизма. При этом нижний конец каждой сваи за счет выверенной длины сваи оказывается в толще деятельного (рабочего) слоя 8 уплотненного грунтового основания на достаточной глубине, обеспечивающей устойчивость сваи и стены в грунте в целом. Сооруженная свайная стена позволяет приступить автогрейдеру к удалению грунта обочины 4 и откоса насыпи 5 вдоль всего сооружения без опасения обрушения и разрушения дорожной одежды 7. Глубина подготовленного корыта до уровня G низа дорожной одежды 7, а ширина его достаточная для создания дополнительной полосы 9 (см. фиг.4) деятельного слоя 8 грунтового основания на расчетную величину уширения. Дополнительная полоса 9 деятельного слоя 8 рекомендуемой толщины устраивается встык с уже существующей с послойным уплотнением грунта до максимальной плотности при оптимальной влажности. Затем устраивают все конструктивные слои новой дорожной одежды 10 из материалов, аналогичных материалам старой дорожной одежды 7 по качеству, толщине и степени уплотнения, при этом устройство каждого слоя сопровождается подсыпкой грунта на обочину земляного полотна с одновременным уплотнением всего уровня.
Затем осуществляется поэтапное, после уплотнения каждого слоя, извлечение с использованием грузоподъемного механизма каждой сваи 6 на величину, равную толщине данного слоя, а после уплотнения на 50% последнего слоя 11 дорожной одежды 10 все сваи извлекают полностью и перевозят на следующий участок. После чего устраивается новое двухслойное покрытие из пористого 12 и плотного 13 асфальтобетона, примыкающее по плоскости D к старому покрытию 1 и 2. Следом без промедления устраивают защитный слой 14 асфальтобетонного покрытия по полной ширине укрепленной поверхности со смещением или без смещения оси О дороги. Смещение оси дороги достигается профилированием асфальтобетонной смеси замыкающего слоя 14 перед ее уплотнением. Завершается процесс подсыпкой и уплотнением слоя грунта 15 на обочине.
Изобретение п.2 отличается от первого применением железобетонных неизвлекаемых шпунтовых свай 16 (см. фиг.6) для сооружения стены в грунте на том же месте на горизонтальной плоскости Е. При установке сваи 16 вплотную примыкают длинной стороной сечения к плоскости D старого покрытия. Завершается погружение сваи в тело дорожной конструкции при совпадении плоскости ее верхнего торца с горизонтальной плоскостью Е среза. Кроме того, при устройстве конструктивных слоев новой дорожной одежды 10 не производят поэтапное извлечение свай 16, а оставляют их в теле дорожной конструкции, укрепляя конструкцию в целом. Затем торцы свай 16 стены в грунте накрываются слоями пористого 12, плотного 13 и замыкающего 14 покрытий. Способ менее трудоемкий, чем первый, и повышает прочность дорожной конструкции, но требует применение расходуемых в процессе свай. Внешний вид участков реконструкции автомобильных дорог, устроенных по первому и второму способам, совершенно одинаковый.