конструкция дорожной одежды

Формула изобретения

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

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 1,02-1,03 с опорным слоем из уплотненного щебня с каждой стороны на ширину 40-50 см и двухслойным покрытием из асфальтобетона, выполненного 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 уже ширины проезжей части на 20-25 см с устройством опорного слоя треугольной формы с вершиной, расположенной у основания трапеции. Таким образом, опорный слой из уплотненного щебня выходит за геометрические параметры конструкции дорожной одежды на 20-25 см с каждой стороны проезжей части [патент РФ № 2394959, 2010 г. - прототип].

Известная конструкция дорожной одежды не обеспечивает необходимую прочность автомобильной дороги. Такое конструктивное выполнение опорного слоя треугольной формы с выходом половины треугольника за габариты асфальтобетонного покрытия с каждой стороны дороги создает предпосылки для проникновения влаги в зону опорного слоя треугольной формы с вершиной, расположенной у основания трапеции. Вследствие различной фильтрационной способности грунта и щебня, отличающейся в сотни раз, влага, проникающая через грунт обочины, попадает в зону треугольника опорного слоя и концентрируется в вершине, расположенной у основания трапеции.

Переувлажнение грунта основания в зоне вершины треугольника опорного слоя вызывает существенную деформацию конструкции дорожной одежды с каждой стороны с образованием продольных трещин.

Техническая задача - повышение прочности проезжей части автомобильной дороги за счет конструктивного исполнения опорного слоя, направленного на снижение напряжений от приложенной нагрузки в зоне перехода от более прочного участка конструкции к менее прочному.

Техническая задача решается тем, что в конструкции дорожной одежды, включающей основание из переуплотненного грунта, с коэффициентом уплотнения К_у=1,02-1,03, в поперечном разрезе выполненным в виде трапеции, нижняя сторона которой равна ширине проезжей части, а верхняя сторона выполнена уже ширины проезжей части на 20-25 см с каждой стороны, с устройством опорного слоя из переуплотненного щебня треугольной формы с вершиной, расположенной у основания трапеции, и двухслойным покрытием из асфальтобетона, выполненным по всей ширине проезжей части автомобильной дороги, при этом ширина опорного слоя с каждой стороны основания в верхней части составляет 20-25 см.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Экспериментальным путем установлено, что общий модуль упругости в зоне опорного слоя, выполненного из щебня, при отсутствии увлажнения равен 220-230 МПа. При поступлении влаги через поверхность обочин над опорным слоем треугольной формы с вершиной, расположенной у основания трапеции, в зоне возле кромок проезжей части модуль упругости снижется до 90-100 МПа. По мере удаления от кромки проезжей части модуль упругости возрастает до 220-230 МПа. Разница модулей упругости снижается на 100 единиц, вызывая образование продольных трещин в зоне перехода от более прочного участка конструкции к менее прочному. Ширину опорного слоя устраивают 20-25 см с каждой стороны основания, так как эпюра напряжений от колеса при данной конструкции будет действовать на ширине 20-25 см с каждой стороны основания (В.Ф. Бабков, О.В. Андреев. «Проектирование автомобильных дорог». М.: Транспорт, 1987 г., ч.1, с.295, рис.15,1(a)). Затем укладывается двухслойное асфальтобетонное покрытие.

Предлагаемая конструкция дорожной одежды с устройством опорного слоя треугольной формы, с вершиной, расположенной у основания из переуплотненного грунта с каждой стороны основания на ширину 20-25 см, обусловлена тем, что эпюра напряжений от колеса при данной конструкции дорожной одежды будет действовать на ширине 20-25 см с каждой стороны основания, то есть половине ширины опорного слоя из уплотненного щебня, и обеспечивает при этом снижение деформации от приложенной нагрузки, снижая тем самым и риск возникновения трещин.

Таким образом, предлагаемое устройство конструкции дорожной одежды способствует снижению возникновения деформации от приложенной нагрузки вследствие переувлажнения в зоне опорного слоя, что и является новым техническим результатом заявляемого изобретения в сравнении с прототипом.

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 20-25 см, равную толщине 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 покрытия обочины присыпают грунтом (фиг.1, 2).

Пример конкретного исполнения

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

Уплотнения грунта производили в две стадии. На первой стадии грунт уплотняли прицепным кулачковым катком массой 18 т при 14 проходах по одному следу, на второй стадии грунтовую поверхность подкатывали пневмокатком при 10 проходах по одному следу.

Затем с обеих сторон основания автогрейдером нарезали канавы треугольной формы в переуплотненном грунте шириной 20-25 см на толщину основания. Канавы засыпали щебнем и уплотняли вальцевым катком массой 8 т за 4 прохода по одному следу.

После этого устраивали асфальтобетонное покрытие на всю ширину проезжей части. Обочины присыпали грунтом.

Применение предлагаемой конструкции дорожной одежды, в сравнении с прототипом, позволяет значительно повысить прочность проезжей части автомобильной дороги, а следовательно, и ее долговечность.