Конструкция дорожной одежды

Предлагаемое изобретение относится к строительству автомобильных дорог, а именно к конструкциям дорожной одежды. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение прочности проезжей части автомобильной дороги. Данный технический результат достигается путем решения технической задачи за счет изменения конструктивного исполнения опорного слоя кромки проезжей части, направленного на снижение концентрации напряжений в ее основании. Данная техническая задача решается за счет того, что в конструкции дорожной одежды, включающей основание, выполненное 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 по всей ширине проезжей части автомобильной дороги, 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. 2 ил.

 

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/м³ 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.

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.