ДОРОЖНАЯ ОДЕЖДА

Полезная модель относится к облегченной конструкции дорожной одежды автомобильной дороги и может быть использована при строительстве лесовозных автомобильных дорог и дорог переходного типа.
Известна конструкция основания дорожной одежды автомобильной дороги [1], которая включает в себя промежуточный слой щебня и нижний слой, выполненные из георешетки ячеистой конструкции из соединенных между собой швами полимерных полос, ячейки которой заполнены зернистым материалом. Толщина промежуточного слоя щебня составляет от 80 до 300 мм и нижнего слоя от 100 до 200 мм. Устройство дорожной одежды может содержать дополнительный слой геотекстиля и/или песка.
Известна также конструкция [2] - прототип, основная идея которой состоит в укреплении кромок проезжей части опорным слоем, так как в процессе эксплуатации они подвергаются большим динамическим нагрузкам. Основание выполняется в виде трапеции, нижняя сторона которой равна ширине проезжей части, а верхняя сторона уже нее на 20-25 см с дополнительным опорным слоем треугольной формы из уплотненного щебня с вершиной, расположенной у основания этой трапеции.
Недостатком конструкций [1] является повышение затрат в связи с использованием большого количества геоситетических материалов (георешетки и геотекстиль). Не смотря на то, что георешетка обеспечивает хороший боковой распор и высокие показатели транспортно-эксплуатационных качеств оснований, ее использование в конструкциях дорожных одежд лесовозных дорог и дорог переходного типа является неоправданным из-за высокой стоимости.
Недостатком конструкции [2] является дополнительная необходимость, кроме отсыпки и уплотнения основания на требуемую ширину, проведения работ по нарезке канав треугольной формы с каждой стороны основания на ширину 40-50 см равную толщине основания, засыпке их щебнем и его уплотнению для образования опорного слоя.
Технической задачей полезной модели является улучшение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозных автомобильных дорог и дорог переходного типа, повышение прочности и продление межремонтного срока службы дорожных одежд в сравнении с традиционными методами устройства оснований.
Известно, что в соответствии с современными представлениями механики дорожных одежд их прочность зависит от показателя жесткости слоя щебеночного основания и горизонтального бокового распора [4] (постоянно действующего сжимающего напряжения, возникающего при уплотнении и поддерживаемого в процессе эксплуатации дороги под действием автомобильного движения). Показатели жесткости характеризуются модулем упругости щебеночного основания и зависят от расчетного напряжения, возникающего в дорожной конструкции от автомобильной нагрузки. Чем больше модуль упругости, тем меньше напряжение во всех других конструктивных слоях и тем больше прочность и долговечность дорожной одежды [5]. Боковой распор в щебеночном слое повышает его сдвигоустойчивость, придает ему способность воспринимать растягивающие напряжения при изгибе. При наличии в слое распора зернистый материал под нагрузками деформируется как сплошная среда без нарушения контактов между зернами в зоне действия растягивающих напряжений [6], что позволяет слою сохранить каркасную структуру строительной смеси и требуемую механическую прочность конструкции дорожной одежды [7] дополнить + источник еще найти.
Техническая задача достигается тем, что конструкция дорожной одежды состоит из земляного полотна, слоя основания с опорным слоем и покрытия, причем опорный слой выполнен в виде прикромочных берм из щебня, которые выполнены в виде трапеции, причем высота трапеций составляет 0,75-1,0 часть толщины основания, а поверх земляного полотна и прикромочных берм уложен геотекстиль, который закреплен при помощи анкеров.
Сравнение заявленной полезной модели с прототипом показывает, что она отличается следующими признаками:
- опорный слой выполнен в виде прикромочных берм;
- бермы выполнены из щебня;
- бермы выполнены в виде трапеций;
- высота трапеций составляет 0,75-1,0 часть толщины основания;
- поверх земляного полотна и прикромочных берм уложен геотекстиль, который закреплен при помощи анкеров.
Поэтому можно предположить, что полезная модель соответствует критерию «Новизна».
Полезная модель может быть изготовлена с использованием известных средств и технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «Промышленная применяемость».
На Фиг. 1, 2 представлена конструкция дорожной одежды, на земельном полотне устроено основание 1, выполненное из малопрочных каменных материалов (щебень, шлак, гравий и др.) или смесей местных материалов, таких как щебень-песок, песок-гравий и грунт-щебень(дресва). Покрытие 2 выполнено из фракционированного щебня, устроенного по способу заклинки.
Конструкция прикромочных берм 3 представляет собой трапецию и устраивается с обеих сторон относительно оси поперечного профиля конструкции дорожной одежды до начала отсыпки и уплотнения основных слоев основания. Ось бермы 3 (середина верха трапеции) соответствует положению кромки проезжей части относительно оси автомобильной дороги.
осн
1
1
2
Ширина по верху варьируется в зависимости от ширины вальца используемой при уплотнении прикромочной бермы уплотняющей техники и равна ширине этого вальца. Высота бермы составляет 0,75-1,0 часть толщины основания h. Внутренние (направленные к оси дороги) откосы прикромочных берм имеют заложение 1: m (где m=0,5-1,0), внешние - m=1-1,5.
1
Поверх существующего земляного полотна и прикромочных берм 3 укладывается прослойка из геотекстиля 4, полностью покрывающая верх прикромочных берм 3 и верх земляного полотна, которая крепится к бермам при помощи анкеров 5. Крепление осуществляется в двух местах (возможно в шахматном порядке): на расстоянии 0,5 м от бровки бермы со стороны оси автомобильной дороги и у основания внутренних откосов прикромочных берм по п. 2-3 (1:m).
Материал прикромочной бермы должен обладать модулем упругости, на 18-23% превышающим модуль упругости материала основания.
Дальнейшая отсыпка и уплотнение основания и покрытия производится известными методами.
Заявляемая конструкция позволяет обеспечить горизонтальный боковой распор (на рисунке обозначено стрелками), препятствует разрушению дорожной одежды от нагрузок лесовозного транспорта.
Таким образом, заявляемая полезная модель улучшает транспортно-эксплуатационных качества лесовозных автомобильных дорог и дорог переходного типа, повышает прочность и продление межремонтного срока службы дорожных одежд в сравнении с традиционными методами устройства оснований.
Источники информации:
[1] А.В. Баженов, А.Е. Мерзликин и Ю.Б. Шешин, «Устройство дорожной одежды». RU Патент 57291, 30 11 2004.
[2] В.С. Боровик, В.В. Боровик, В.И. Клименко и М.А. Курбанов, «Конструкция дорожной одежды». RU Патент 2394959, 20 07 2009.
[3] В.С. Боровик, В.И. Клименко, П.С. Морозов и Д.А. Скоробогатченко, «Конструкция дорожной одежды». RU Патент 2310031, 20 03 2006.
[4] А.О. Салль, Возможности и пути повышения качества щебеночных оснований, Л: Дорожная техника, Каталог-справочник, 2002.
[5] ОДН 218.046-01, Проектирование нежестких дорожных одежд, Москва: Информавтодор, 2001.
[6] А.О. Салль, Ю.М. Васильев, В.М. Юмашев, Методические рекомендации по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород, Москва: Минтрансстрой, СОЮЗДОРНИИ, 1980.
[7] Jan Rücknagela, Philipp Götze, Bodo Hofmann, The influence of soil gravel content on compaction behaviour and pre-compression stress, т. Geoderma 209-210 226-232, Jena: Elsevier B.V., 2013.