Результат интеллектуальной деятельности: АВТОМОБИЛЬНАЯ ДОРОГА

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог без прекращения движения автомобильного транспорта в период проведения строительно-монтажных работ.

При выполнении инженерно-геологических изысканий на стадии проектирования автомобильных дорог не всегда выявляются локальные участки с инженерно-геологическим строением, отличающимся в негативную сторону от инженерно-геологических условий, по которым принимаются типовые проектные решения и строится автомобильная дорога. В процессе эксплуатации это приводит к критическим деформациям и потере устойчивости земляного полотна, наиболее часто проявляющихся в период сезонного промерзания-оттаивания.

Известно земляное полотно дорог на слабом основании, включающее выполненные в слабом основании и заполненные минеральным грунтом прорези, крайние из которых размещены одна от другой на расстоянии, равном ширине земляного полотна поверху, и геотекстильную прослойку, расположенную под насыпью и заведенную в слабое основание [RU 1581801 SU, МПК⁵ Е01С 3/06, опубл. 30.07.1990].

Недостатком аналога является то, что при реализации данного решения при капитальном ремонте или реконструкции автомобильных дорог необходимо разобрать земляное полотно, то есть либо остановить движение автомобильного транспорта, либо обеспечить движение по временному объезду, что влечет за собой значительные экономические затраты.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является автомобильная дорога на многолетнемерзлых грунтах, содержащая земляное полотно с размещением геосинтетического материала, отличающаяся тем, что в откосной части земляного полотна со стороны слабого основания сформирован грунтовый упорный валик из минерального непучинистого грунта, окаймленный армирующим геосинтетическим материалом, размещенным в подоткосной части основания автомобильной дороги и части откоса земляного полотна, образующим полуобойму с закреплением нижних краев в толще грунтов с использованием анкерного стержня, вставленного в петлю, образованную нижними краями армирующего геосинтетического материала [RU 2551174 С1, МПК Е01С 3/00, опубл. 20.05.2015].

Недостатком прототипа является то, что геосинтетический материал имеет недостаточное натяжение в вертикальной плоскости вдоль продольной оси дороги в толще основания автомобильной дороги, что влечет увеличение деформируемости геосинтетического материала и уменьшает его эффективность и положительное влияние на несущую способность и устойчивость конструкции автомобильной дороги.

Задачей изобретения является увеличение межремонтных сроков и повышение транспортно-эксплуатационных характеристик при эксплуатации автомобильной дороги, что выражается в следующем техническом результате: повышении устойчивости земляного полотна, исключении вертикального выпора грунта у подошвы земляного полотна, уменьшении вертикальных и горизонтальных деформаций покрытия, обочин и грунтов основания, уменьшении ширины раскрытия и длины продольных и поперечных трещин, исключении образования просадок и волн на покрытии дорожной одежды.

Указанный технический результат на локальных участках автомобильных дорог, подверженных критическим деформациям, достигается тем, что земляное полотно с размещенным в подоткосной части армирующим геосинтетическим материалом в виде полуобоймы, с формированием грунтового упорного валика в откосной части земляного полотна, дополнительно снабжено вертикальными опорными стержнями из композитного материала, размещенными в один или два ряда с заданным шагом вдоль оси автомобильной дороги.

Грунтовый упорный валик, окаймленный армирующим геосинтетическим материалом, исключает возможность сдвиговых деформаций откосной части земляного полотна, ограничивает горизонтальные перемещения грунтов рабочего слоя земляного полотна и препятствует вертикальному выпору грунтов основания у подошвы земляного полотна. Армирующий геосинтетический материал заключает грунт упорного грунтового валика в единую обойму, ограничивает горизонтальные перемещения грунтов основания земляного полотна, ограничивает возможность вертикального выпора грунтов основания земляного полотна и передает часть нагрузки на вертикальные опорные стержни из композитного материала, которые в свою очередь исключают горизонтальные перемещения армирующего геосинтетического материала в местах соприкосновения с ним, снижая его деформируемость и, соответственно, увеличивая эффективность работы на растяжение.

Все это в комплексе повышает устойчивость земляного полотна, исключает образование просадок и волн на покрытии дорожной одежды и уменьшает ширину раскрытия и длину продольных и поперечных трещин в дорожном покрытии и, как следствие, увеличивает межремонтные сроки и повышает транспортно-эксплуатационные характеристики при эксплуатации автомобильной дороги.

Мероприятие может выполняться как с одной стороны автомобильной дороги, так и с двух, в зависимости от технического состояния автомобильной дороги. Расстояние между стержнями из композитного материала, их диаметр, длина и количество рядов, а также глубина заложения армирующего геосинтетического материала в основании земляного полотна назначается в соответствии с расчетом, в зависимости от заложения откоса, высоты земляного полотна, физико-механических характеристик грунтов основания автомобильной дороги, требуемой прочности на изгиб стержней и заданной жесткости на растяжение армирующего геосинтетического материала.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображена автомобильная дорога в поперечном разрезе.

Для армирования автомобильной дороги в продольной траншее 1 в основании 2 земляного полотна 3 вертикально расположен армирующий геосинтетический материал 4. В откосной части 5 земляного полотна 3 устроен грунтовый упорный валик 6. Высоту h грунтового упорного валика 6 выбирают таким образом, чтобы наклон грунтового упорного валика 6 соответствовал заложению откоса 7 на существующем поперечном профиле земляного полотна 3. При этом геометрические параметры и жесткость грунтового упорного валика 6 определяют путем расчета.

Фиксирование грунтового упорного валика 6 от горизонтальных перемещений выполнено армирующим геосинтетическим материалом 4, и вертикально установленными стержнями из композитного материала 8. Стержни из композитного материала 8 дополнительно снабжены крюком 10 для фиксации нижнего края армирующего геосинтетического материала 4 в траншеях 1 путем зацепления за монтажный стержень 11 (фиг. 2). Расстояние L (фиг. 3) между смежными стержнями из композитного материала 8 определяется по расчету. Натяжение армирующего геосинтетического материала 4 между вертикальными стержнями из композитного материала 8 удерживает грунтовый упорный валик 6 в проектном положении. Такая схема армирования позволяет повысить устойчивость земляного полотна, снизить величину вертикального выпора грунта у подошвы земляного полотна, уменьшить вертикальные и горизонтальные деформации покрытия, обочин и грунтов основания, исключить образование продольных и поперечных трещин, просадок и волн на покрытии дорожной одежды, что приведет к увеличению межремонтных сроков.