Результат интеллектуальной деятельности: Способ укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб

Изобретение относится к области транспортного строительства и может быть использовано для укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб. В процессе эксплуатации на участках автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб возникают деформации в виде осадки грунтов земляного полотна под воздействием временных и постоянных нагрузок, что приводит к деформациям дорожной одежды. Появление и развитие деформаций в рабочей зоне земляного полотна оказывает существенное влияние на транспортно-эксплуатационные характеристики автомобильных дорог, снижая их показатели.

Известен способ укрепления основания, включающий уплотнение основания, сложенного глинистым грунтом, путем образования в нем сферических зон из твердеющего материала, подаваемого в грунт под давлением, причем сферические зоны размещаются в шахматном порядке в горизонтальной и вертикальной плоскостях на расстоянии друг от друга не менее двух диаметров зоны (пат. СССР №903484).

Недостатками этого способа являются:

- он предназначен для упрочнения однородных по глубине глинистых грунтов, находящихся в естественных компрессионных условиях грунтового основания;

- ограничения в применении способа из-за различий в работе укрепляемых зон, т.е. способ предназначен только для укрепления оснований сооружений, не затрагивая такие сооружения, как водопропускные трубы, проложенные в теле насыпи автомобильной дороги. В связи с расположением зон уплотнения, не примыкающих друг к другу, не обеспечивается необходимое укрепление грунта твердеющим раствором в зоне уплотнения.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому способу является способ укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб, включающий бурение скважин, которые первоначально заполняют сыпучим строительным нерудным материалом и втапливают его в стенки скважин посредством раскатчика, затем в скважины подают вяжущий компонент, при этом скважины вдоль водопропускной трубы выполняют на глубину, превышающую высоту дорожной одежды (пат. РФ №2588250 опубликован 27.06.2016 г.).

Так же близким является способ устройства основания дорожной одежды с применением геосотовой системы устроенной между дополнительным слоем основания и нижним слоем основания уложенном на выравнивающий слой и прокладку из геотекстиля (пат. РФ №156939 опубликован 20.11.2015 г.).

Недостатком перечисленных способов является то, что они не в полной мере решают проблему деформаций дорожной одежды в местах устройства водопропускных труб. А именно, не учитывается возможность распределения нагрузки от транспортного средства и тела насыпи вокруг тела для создания обоймы из равномерно уплотненного материала со встроенной в него каркасной структурой из геосинтетического материала. Кроме того, первый способ отличается сложностью монтажа конусообразных усеченных укрепляющих элементов, так как их введение осуществляется максимальным диаметром усеченного конуса вниз, что усложняет технологию производства работ, а при вводе их в тело насыпи вблизи водопропускных труб неизбежны повреждения сооружения.

Технической задачей на решение которой направлено заявленное изобретение является повышение сопротивляемости грунтового массива сжимающим и сдвигающим напряжениям в местах устройства водопропускных труб.

Поставленная задача достигается тем, что способ укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб, включающий создание пространственной каркасной структуры путем послойной укладки геосотовой системы с наполнителем из щебеночно-песчаных и/или гравийно-песчаных смесей с непрерывной гранулометрией зерен (не более 80 мм) которая образует защитную призму вокруг трубы, при этом первые слои укладывают у тела трубы, последующие слои над ними, а последний слой укладывают над телом трубы на ширину земляного полотна, при этом каждый последующий слой укладывает с небольшим смещением к оси трубы.

Сущность предлагаемого способа изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема укрепления грунта, на фиг. 2 изображена схема укладки геосотовой системы с наполнителем (вид сверху), а на фиг. 3 представлена насыпь в разрезе А-А, где: 1 - покрытие дорожной одежды; 2 - основание дорожной одежды; 3 - водопропускная труба; 4 - подушка из щебеночно-песчаной и/или гравийно-песчаной смеси; 5 - геосотовая система; 6 - защитный слой из щебеночно-песчаной и/или гравийно-песчаной смеси; 7 - защитный слой перекрывающий тело трубы.

Реализация предлагаемого способа укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб при ремонте автомобильной дороги осуществляется в следующим образом.

На автомобильной дороге в местах деформаций дорожной одежды на участке устройства водопропускной трубы выполняют разборку дорожной одежд 1-2 и водопропускная труба 3 открывают на 0,75 D на ширину 2,0 D в обе стороны от оси трубы, а для многоочковых труб на ширину 2,0 D от оси крайних труб. После этого устраивают подушку из щебеночно-песчаной и/или гравийно-песчаной смеси 4 толщиной 10 см. Затем укладывают геосотовую систему с наполнителем 5 и защитный слой 6 из щебеночно-песчаной и/или гравийно-песчаной смеси толщиной 0,4 м (с учетом толщины геосотовой системы) и уплотняют вибротрамбовками до коэффициента уплотнения 0,98-1,00. Каждый последующий слой укладывают со смещением к оси трубы на величину 0,25 м. Последний слой геосотовой системы, перекрывающий водопропускную трубу, укладывают при обеспечении суммарной толщины защитного слоя над трубой 7 не менее 0,5 м. После этого восстанавливают земляное полотно и дорожную одежду (слои основания 2 и покрытие 1).

Использование предложенного способа укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб позволяет значительно повысить качество и эффективность проводимых работ за счет образования пространственной каркасной структуры, повышающей сопротивляемость грунтового массива сжимающим и сдвигающим напряжениям. Способ наиболее эффективен при укреплении водопропускных труб на стадии строительства и реконструкции дороги. Для реализации способа укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб при ремонте сооружения не требуется полного закрытия автомобильной дороги, возможна остановка отдельных участков (полос движения) на временной промежуток не более одного светового дня, что важно для дорог с большой загрузкой движения.