Результат интеллектуальной деятельности: АВТОМОБИЛЬНАЯ ДОРОГА НА МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах.

При принятии проектных решений, в частности, не учитываются основания со специфическим инженерно-геологическим строением, например основание автомобильной дороги представлено многолетнемерзлым торфом слева и талыми водонасыщенными песчаными и глинистыми грунтами с прослойками торфа справа относительно продольной оси дороги, что приводит к критическим деформациям земляных сооружений.

Известно земляное полотно дорог на слабом основании, включающее выполненные в слабом основании и заполненные минеральным материалом 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 E01C 3/06, опубл. 30.07.1990].

Наиболее близким аналогом является автомобильная дорога на вечномерзлых грунтах, содержащая дорожную конструкцию и уложенные в теле насыпи поперечные полосы из синтетического материала, отличающаяся тем, что она снабжена продольными полосами из водонепроницаемого синтетического материала, размещенными в сезонно-талом слое основания дорожной конструкции симметрично относительно оси дороги и защемленными нижними краями в толще многолетнемерзлых грунтов [RU 2221102 C1, МПК⁷ E01C 3/06, E01C 3/00, опубл. 10.01.2004].

Недостатком аналога и прототипа является то, что они применимы на однородных относительно продольной оси грунтах и могут быть реализованы только при новом строительстве автомобильной дороги.

Задачей изобретения является увеличение межремонтных сроков при эксплуатации автомобильной дороги, что выражается в следующем техническом результате: повышении устойчивости земляного полотна, уменьшении вертикальных и горизонтальных деформаций покрытия, земляного полотна и грунтов основания, существенно снижающие ширину раскрытия продольных и поперечных трещин, просадки и волны на покрытии дорожной одежды.

Указанный технический результат достигается тем, что в автомобильной дороге на многолетнемерзлых грунтах при неоднородности грунтов по ширине основания, содержащей земляное полотно с размещением геосинтетического материала, особенностью является то, 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.

Выполнение на автомобильной дороге вертикального армирования откоса и подоткосного основания с формированием грунтового упорного валика в теле откоса более слабой (правой) части земляного полотна, в сторону которой развиваются критические деформации, позволяет достичь поставленной задачи.

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

Автомобильная дорога на многолетнемерзлых грунтах при неоднородности грунтов по ширине основания земляного полотна содержит дорожную конструкцию, основание 10 которой сложено многолетнемерзлым торфом и талыми водонасыщенными песчаными и глинистыми грунтами с прослойками торфа.

Для армирования автомобильной дороги в продольной траншее 7 в основании 10 земляного полотна 2 вертикально расположен геосинтетический материал (полотно) 1. В откосной части 5 земляного полотна 2 устроен грунтовый упорный валик 3. Высоту h грунтового упорного валика 3 выбирают таким образом, чтобы наклон грунтового упорного валика 3 соответствовал заложению откоса 4 на существующем поперечном профиле земляного полотна 2. При этом геометрические параметры и жесткость грунтового упорного валика 3 определяют путем расчета.

Грунтовый упорный валик 3, расположенный в откосной части 5 земляного полотна 2, пересекает поверхности скольжения и не позволит развиваться деформациям в сторону откоса 4. Фиксирование грунтового упорного валика 3 от горизонтальных перемещений выполнено армирующим геосинтетическим материалом 1, который анкерится в основании 10 анкерным стержнем 6. Силы трения, возникающие по боковым поверхностям армирующего геосинтетического материла 1 и вокруг анкерных стержней 6, устроенных на концах, удерживают грунтовый упорный валик 3 в проектном положении. Такая схема армирования позволяет снизить горизонтальные и вертикальные деформации, возникающие в теле земляного полотна 2 и в основании 10 автомобильной дороги, и предотвратит дальнейшее развитие деформаций на данном участке автомобильной дороги, что приведет к увеличению межремонтных сроков.

Работы по внедрению конструктивного решения выполняются в осенне-зимний период. Выполнение работ при капитальном ремонте по укреплению откоса и подоткосного основания земляного полотна автомобильной дороги начинается с разборки существующего откоса земляного полотна 2 шириной В. Откос 4 с заложением 1:m разбирается экскаватором максимально близко к верхней бровки земляного полотна. В основании 10 экскаватором устраивают ближнюю к бровке земляного полотна продольную траншею 7. Армирующий геосинтетический материал 1 с анкерными стержнями 6, вставленными в петли, выполненные из армирующего геосинтетического материала 1, образованные путем загиба армирующего геосинтетического материала 1 и термоспаивания, погружают в продольную траншею 7 с обочины 8 автомобильной дороги. Анкерный стержень 6 обеспечивает натяжение армирующего геосинтетического материала 1 в продольной траншее 7 при погружении и повышает анкеровку армирующего геосинтетического материала 1 в основании 10 автомобильной дороги.

Заполнение продольной траншеи 7 непучинистым минеральным грунтом выполняют послойно бульдозером с уплотнением каждого слоя ручными трамбовками. Дневную поверхность продольной траншеи 7 уплотняют проходами катка на пневмоходу. Далее экскаватором разрабатывают дальнюю от бровки земляного полотна продольную траншею 7, устраивают грунтовый упорный валик 3, устанавливают опалубку 9, которая позволит ограничить горизонтальные перемещения грунта грунтового упорного валика 3 при его формировании и уплотнении, а также удержать верхние кромки продольной траншей 7 в проектном положении. Грунт грунтового упорного валика 3 уплотняется слоями, например, посредством катков на пневмоходу.

Опалубку 9 убирают и погружают армирующий геосинтетический материал 1. Свободную сторону армирующего геосинтетического материала 1 с анкерным стержнем 6 устанавливают в продольную траншею 7, обертывая грунтовый упорный валик 3. Натяжение армирующего геосинтетического материала 1 на грунтовом упорном валике 3 и в продольной траншее 7 обеспечивает анкерный стержень 6.

Заполнение второй продольной траншеи 7 выполняется аналогично. Восстановление геометрических параметров откоса 5 выполняется путем перемещения разработанного ранее грунта бульдозером с уплотнением катками на пневмоходу, с последующей планировкой. Доуплотнение грунтов до требуемой плотности следует производить в летний период.

Планировку откосов 4 насыпей осуществляют проходами тяжелого автогрейдера или бульдозера с откосниками и удлинителями отвала.