конструкция дорожной одежды

Формула изобретения

Конструкция дорожной одежды, включающая основание из переуплотненного грунта с коэффициентом уплотнения К_у=1,02-1,03, с опорным слоем из уплотненного щебня с каждой стороны на ширину 40-50 см и двухслойным покрытием из асфальтобетона, выполненным по всей ширине проезжей части автомобильной дороги, отличающаяся тем, что в поперечном разрезе основание конструкции выполнено в виде трапеции, нижняя сторона которой равна ширине проезжей части, а верхняя сторона ширины проезжей части на 20-25 см, с устройством опорного слоя треугольной формы с вершиной, расположенной у основания трапеции.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к строительству автомобильных дорог, а именно к конструкциям дорожной одежды.

Известна конструкция дорожной одежды, включающая основание из переуплотненного грунта с коэффициентом уплотнения Ку=1,02-1,03 с двухслойным покрытием из асфальтобетона, причем с каждой стороны основания выполнен опорный слой из уплотненного щебня прямоугольного профиля. [Патент РФ № 2310031 С1, 2006 г. - прототип].

Известная конструкция дорожной одежды не обеспечивает необходимую прочность проезжей части автомобильной дороги, такое конструктивное исполнение основания и опорного слоя с прямоугольным профилем способствует концентрации напряжений при переходе от менее жесткого материала, где в основании лежит переуплотненный грунт к более жесткому, где в основании лежит опорный слой уплотненного щебня, что вызывает разрушение покрытия с образованием продольных трещин.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение прочности проезжей части автомобильной дороги за счет изменения конструктивного исполнения опорного слоя кромки проезжей части, направленного на снижение концентрации напряжений в ее основании.

Данная задача решается за счет того, что в конструкции дорожной одежды, включающей основание из переуплотненного грунта с коэффициентом уплотнения К_у=1,02-1,03 с опорным слоем из уплотненного щебня с каждой стороны на ширину 40-50 см и двухслойным покрытием из асфальтобетона, выполненным по всей ширине проезжей части автомобильной дороги, у которой в поперечном разрезе основание выполнено в виде трапеции, нижняя сторона которой равна ширине проезжей части, а верхняя сторона ширины проезжей части на 20-25 см, с устройством опорного слоя треугольной формы с вершиной, расположенной у основания трапеции.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем: экспериментальным путем установлено, что общий модуль упругости на середине проезжей части, где в основании лежит переуплотненный грунт, равен 180-190 МПа, а около кромок в опорном слое уплотненного щебня модуль упругости равен 220-230 МПа, таким образом, разница модулей упругости составляет 40 МПа, что и приводит к образованию продольных трещин в зоне перехода от более прочного участка конструкции к менее прочному. Предлагаемое устройство конструкции дорожной одежды способствует плавному нарастанию напряжений от приложенной нагрузки, что и подтверждается эпюрой напряжений от приложенной нагрузки.

Поэтому устройство опорного слоя из уплотненного щебня в виде треугольной формы, в сравнении с прямоугольной формой опорного слоя по прототипу, обеспечивает постепенный переход от менее прочного участка к более прочному участку конструкции с уменьшением концентрации напряжений по линии перехода, что и является новым техническим результатом, заявляемого изобретения.

Предлагаемая конструкция дорожной одежды поясняется графическим материалом: на фиг.1 схематично представлена предлагаемая конструкция дорожной одежды в поперечном разрезе. На фиг.2 представлена эпюра напряжений от приложенной нагрузки.

Конструкция дорожной одежды устраивается следующим образом: устраивается основание 1, равное ширине проезжей части автомобильной дороги, из переуплотненного грунта с коэффициентом уплотнения К_у =1,02-1,03. Затем автогрейдером нарезаются канавы треугольной формы с каждой стороны основания из переуплотненного грунта на ширину 40-50 см на толщину основания. Канавы засыпают щебнем, щебень уплотняют средними катками за 4 прохода по одному следу, образуя опорный слой 2 из уплотненного щебня. После этого устраивают двухслойное асфальтобетонное покрытие 3 на ширину проезжей части автомобильной дороги. Оставшиеся с двух сторон от покрытия обочины присыпают грунтом.

Ширину опорного слоя устраивают 40-50 см, так как эпюра напряжений от колеса при данной конструкции будет действовать на ширине 20-25 см с каждой стороны основания, т.е. половине ширины опорного слоя из уплотненного щебня. (В.Ф.Бабков, О.В. Андреев "Проектирование автомобильных дорог". М.: Транспорт, 1987 г., ч.1, с.295, рис.15.1 (а)). Затем укладывается двухслойное асфальтобетонное покрытие -3.

Пример конкретного исполнения.

Предлагаемая конструкция дорожной одежды использовалась при строительстве опытного участка автомобильной дороги "Победа-Солдатское-Степное" в Быковском районе Волгоградской области. Грунтовое основание устраивалось на существующем профилированном земляном полотне, укатанном автотранспортом. Верхний слой насыпи рыхлился автогрейдером на глубину 20-30 см и ширину 7 м. Затем грунт увлажнялся автомашиной ПМ-130 до оптимальной влажности. Поливка водой выполнялась из расчета 1,5-2,0 л/м ³ грунта.

Уплотнение грунта производилось в две стадии. На первой стадии грунт уплотнялся прицепным кулачковым катком массой 18 т при 14 проходах по одному следу, на второй стадии грунтовая поверхность подкатывалась пневмокатком при 10 проходах по одному следу.

Затем с обеих сторон основания автогрейдером нарезались канавы треугольной формы в переуплотненном грунте шириной 40-50 см на толщину основания. Канавы засыпались щебнем и уплотнялись вальцевым катком массой 8 т за 4 прохода по одному следу.

После этого устраивалось асфальтобетонное покрытие на всю ширину проезжей части. Обочины присыпались грунтом.

Применение предлагаемой конструкции дорожной одежды, в сравнении с прототипом, позволяет значительно повысить прочность проезжей части автомобильной дороги, увеличивая тем самым межремонтные сроки службы автомобильной дороги, помимо этого устройство опорного слоя из щебня менее трудоемко и более технологично.