Способ строительства дорог на мерзлых грунтах

Авторы патента:

Трофимов Валерий Иванович (RU)

Кондратьев Валентин Георгиевич (RU)

Сидоров Александр Владимирович (RU)

E01C3/06 - способы и устройства для защиты оснований от воздействия влаги, морозов или сотрясений

Владельцы патента RU 2464372:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года. Технический результат - повышение эффективности строительства насыпи на мерзлых грунтах и ее устойчивости при эксплуатации. Указанный технический результат достигается тем, что в способе строительства дорог на мерзлых грунтах защитные элементы в виде подвижного вагона-купола устанавливают с обеспечением герметичности их соединения с основанием дороги и создают внутри вагона-купола отрицательную температуру, подготавливают основание дороги, отсыпают внутри вагона-купола на всю его длину насыпь и перемещают вагон-купол по оси трассы дороги на расстояние, равное расстоянию длины вагона-купола. Кроме того, устанавливают, по крайней мере, два воздухонепроницаемых вагона-купола, расположенных друг за другом, первый из которых предназначен для подготовки мерзлого основания, а второй - для отсыпки насыпи. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года.

Известен способ возведения насыпи на мерзлых грунтах путем подготовки основания, последовательной укладки теплоизоляционного слоя и отсыпки слоя высокольдистого грунта (SU №841418, МПК E01C 3/06, 1991).

Недостатком известного способа является то, что его реализация носит сезонный характер - работы ведутся, в основном, в зимнее время, и, кроме того, на осуществление его влияют погодные условия (снег, дождь и др.), что приводит к резкому удлинению сроков строительства и ухудшению качества работ, снижая тем самым эффективность способа.

Наиболее близким техническим решением является способ возведения насыпи на мерзлых грунтах путем отсыпки насыпи, организации защиты от негативного воздействия окружающей среды (осадки, излучения и др.) с помощью установки стационарных навесов в виде арок, установленных по оси трассы дороги (Трофимов В.И., Каминский A.M. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений. Учебное пособие. - М.: Изд-во АСВ, 2002. С.467-470).

Недостатком известного способа является то, что организация стационарных навесов с открытыми проемами не позволяет, во-первых, мобильно их перемещать, а во-вторых, не позволяет полностью сохранять и поддерживать температурное состояние грунтового основания и тела насыпи и полностью защищать насыпь от негативного воздействия окружающей среды (осадки, излучения и др.) в процессе строительства и ремонта, что снижает также эффективность способа.

При создании настоящего изобретения была поставлена задача по разработке способа для возведения насыпи на мерзлых грунтах при любых погодных условиях.

Техническим результатом является повышение эффективности строительства насыпи на мерзлых грунтах и ее устойчивости при эксплуатации.

Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что в способе для строительства дорог на мерзлых грунтах согласно изобретению защитные элементы в виде подвижного вагона-купола устанавливают с обеспечением герметичности их соединения с основанием дороги и создают внутри вагона-купола отрицательную температуру, подготавливают основание дороги, отсыпают внутри вагона-купола на всю его длину насыпь и перемещают вагон-купол по оси трассы дороги на расстояние, равное расстоянию длины вагона-купола. Кроме этого, в процессе строительства могут устанавливаться, по крайней мере, два вагона-купола друг за другом, в первом из которых выполняют подготовку мерзлого основания, а во втором - отсыпку насыпи.

Способ строительства дорог на мерзлых грунтах поясняется чертежами, где на фиг.1 изображены конструктивная схема устройства и схема отсыпки насыпи под вагоном-куполом; на фиг.2 - разрез купола по А-А; на фиг.3 - узел фиксации и изоляции вагона-купола; на фиг.4 - схема строительства дороги с использованием нескольких вагонов-куполов (в виде поезда).

На фиг.1 - 4 обозначено:

1 - мерзлое основание; 2 - воздухонепроницаемый надувной вагон-купол; 3 - колесное шасси; 4 - мешки с грунтом; 5 - выпуски вагона-купола; 6 - компрессор; 7 - холодильная установка; 8 - ворота задние (левые); 9 - насыпь; 10 - ворота передние (правые); 11 - автомобиль; 12 - бульдозер.

Изобретение реализуется следующим образом. Расчищают поверхность основания 1 трассы будущей дороги. Устанавливают по оси дороги на всю ее ширину в виде навеса воздухонепроницаемый надувной вагон-купол 2 на колесном шасси 3 (фиг.1 и 2). Обеспечивают герметичность внутри вагона-купола 2, для чего колесное шасси 3 приподнимают или снимают, а вагон-купол 2 опускают на основание 1 дороги, прижимая, например мешками с грунтом 4, его (края) выпуски 5 по контуру вагона-купола 2 (фиг.3). Далее создают внутри вагона-купола 2 отрицательную температуру воздуха, например, путем принудительной подачи компрессором 6 охлажденного воздуха холодильной установкой 7. После этого подготавливают внутри вагона-купола 2 основание 1 дороги, для чего через задние торцовые ворота 8 пропускают строительную технику, например бульдозер, или при необходимости промораживают оттаявший слой, а также выполняют необходимые мероприятия по усилению и теплозащите основания 1 согласно заданию и требований нормативных документов, после чего отсыпают насыпь 9 из мерзлого грунтового материала внутри вагона-купола 2 на всю его длину по технологии «от себя» (СНиП 3.06.03-85, п.4.45), пропуская для этого через передние торцовые ворота 10 автомобиль (самосвал) 11 с грунтом. После отсыпки насыпи 9, ее профилирования и выполнения мероприятий по ее теплозащите вагон-купол 2 устанавливают на колесное шасси 3 и перемещают на расстояние, равное его длине, и операции повторяют.

В случае необходимости процесс строительства дороги может быть ускорен, для чего используют, по крайней мере, два вагона-купола 2 в виде поезда (фиг.4). В первом вагоне-куполе 2 по ходу строительства дороги выполняют все необходимые работы по подготовке основания 1. Во втором вагоне-куполе 2 в это же время выполняют работы по отсыпке насыпи 9 на подготовленное основание 1. После подготовки основания 1 в первом вагоне-куполе 2 и отсыпки насыпи 9, во втором вагоне-куполе 2 поезд из вагонов-куполов 2 передвигают, например, бульдозером 12 вперед - «от себя» на расстояние, равное его длине, и операции повторяют.

Вагон-купол может применяться и для выполнения ремонтных работ. В этом случае вагон-купол устанавливают в том месте насыпи, где наблюдается процесс ее разрушения (нарушение теплоизоляции, местные просадки и др.). Создают необходимую герметизацию внутри вагона-купола и обеспечивают требуемые температурные условия, после чего выполняют конкретные ремонтные работы.

Установка по оси трассы дороги на всю ее ширину воздухонепроницаемого надувного вагона-купола с возможностью его осевого перемещения позволяет, во-первых, создать необходимый микроклимат внутри вагона-купола, а соответственно и обеспечить заданное температурное состояние всего основания дороги и по всему сечению формируемой насыпи в процессе строительства (отсыпка насыпи, устройство твердого покрытия, обустройство дороги и др.) и ремонта, обеспечивая требуемую структурную прочность и устойчивость насыпи, а также более комфортные условия для рабочих и, во-вторых, обеспечить возможность непрерывного процесса строительства дороги на мерзлых грунтах особенно с отсыпкой насыпи из некондиционных высокольдистых тонкодисперсных грунтов круглый год, повышая тем самым в целом эффективность способа.

Используя поочередно торцовые ворота вагона-купола, появляется возможность вести одновременно как подготовительные работы, связанные с расчисткой мерзлого основании, так и непосредственно основные работы, связанные с отсыпкой насыпи, что, в целом, ускоряет технологический процесс и обеспечивает сохранение основания и насыпи в мерзлом состоянии, повышая тем самым эффективность способа.

Установка, по крайней мере, двух вагонов-куполов друг за другом в виде поезда позволяет организовать непрерывный процесс строительства дороги, а значит, и ускорить его за счет совмещения двух важных операций в одном технологическом процессе: подготовки основания и отсыпки насыпи, что также повышает эффективность способа.

Способ строительства дорог на мерзлых грунтах был смоделирован в строительной лаборатории кафедры ПСК и показал возможность его реализации в реальных условиях строительства.

Способ строительства дорог на мерзлых грунтах путем отсыпки насыпи и установки защитных элементов по оси трассы дороги, отличающийся тем, что защитные элементы в виде одного или двух установленных друг за другом подвижных вагонов-куполов устанавливают с обеспечением герметичности их соединения с основанием дороги и создают внутри них отрицательную температуру, подготавливают основание дороги в первом вагоне-куполе, а отсыпают насыпь внутри первого или второго вагона-купола на всю его длину и перемещают вагон-купол по оси трассы дороги на расстояние, равное расстоянию длины вагона-купола.

Изобретение относится к области строительства дорог и оснований и может быть использовано при возведении нефтегазовых и транспортных сооружений на мерзлых грунтах (в районах с широким распространением высокольдистых тонкодисперсных грунтов) как в летнее, так и в зимнее время года.

Насыпь на мерзлом грунте // 2379405

Изобретение относится к области строительства дорог и оснований и может быть использовано при возведении нефтегазовых и транспортных сооружений на мерзлых фунтах как в летнее, так и в зимнее время года.

Способ возведения насыпи на мерзлых грунтах // 2378446

Изобретение относится к области строительства дорог и оснований и может быть использовано при возведении нефтегазовых и транспортных сооружений на мерзлых грунтах, как в летнее, так и в зимнее время года.

Дорожная конструкция // 2368720

Изобретение относится к конструкциям для защиты грунтовых оснований дорожных одежд от переувлажнения. .

Дорожная конструкция // 2368719

Изобретение относится к дорожным конструкциям. .

Насыпь на мерзлом грунте // 2360063

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении нефтегазовых и транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года.

Термоструктурное основание на неустойчивых грунтах // 2345191

Изобретение относится к подготовке строительства сооружений на неустойчивых грунтах. .

Способ возведения земляного сооружения на слабых природных основаниях // 2337205

Изобретение относится к возведению земляных сооружений для железных и автомобильных дорог, сооружаемых на основании из просадочных пород глубиной порядка 30 м. .

Геокомпозитная прослойка для земляного полотна автомобильной дороги // 2322543

Дорожная конструкция // 2312181

Изобретение относится к строительству дорог, аэродромов из пылеватых грунтов и может быть использовано в северных регионах, характеризующихся наличием грунтов с глубоким сезонным промерзанием или вечномерзлых грунтов, высоких уровней грунтовых вод, выполнением дорожностроительных работ преимущественно в летние периоды года.

Способ строительства дорог // 2465386

Изобретение относится к области быстрой прокладки дороги и может быть использовано при строительстве, ремонте и обслуживании любых объектов на слабых переувлажненных грунтах, преимущественно на болотах

Способ строительства грунтового сооружения на обводненном участке // 2465387

Изобретение относится к строительству в зонах распространения сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых пород грунтовых сооружений (технологических площадок, дамб, дорог, взлетно-посадочных полос и других объектов) на обводненных, сильно деформируемых основаниях

Дренажная система земляного полотна дороги // 2495194

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при реконструкции земляного полотна с целью борьбы с просадкой дорожного основания и морозным пучением проблемных участков дороги без остановки движения автотранспорта. Дренажная система включает дренажные трубы повышенной прочности, установленные со сливным уклоном в земляном полотне. Дренажные трубы размещены внутри тела земляного полотна с использованием метода горизонтально-направленного бурения. Концевые участки труб выступают за пределы откосов земляного полотна и соединены между собой в замкнутую систему, выход которой выполнен с возможностью подключения компрессорного оборудования. Участки дренажных труб, размещенные в теле полотна, выполнены равномерно перфорированными. Изобретение позволяет улучшить дренирующие свойства системы и несущую способность дорожного основания путем увеличения зоны осушения, осуществления возможности регулирования процесса осушения, а также армирования земляного полотна. 2 ил.

Автомобильная дорога // 2508428

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог. К сваям 2 прикреплены железобетонные плиты 3, установленные на грунте земельного полотна 1. Между плитами 2 на грунте земельного полотна 1 расположен слой песка 4. На слое песка 4 расположен слой щебня. Между укрепительными полосами 6 на щебне 5 расположен асфальтобетонный слой 7. Весной плиты 3 не дают воде размывать песок 4 из-под щебня 5. Автомобильная дорога долгое время будет находиться в хорошем состоянии. Автомобильной дороге предложенной конструкции долгое время ремонт не требуется. Это уменьшает затраты на ее эксплуатацию. 2 ил.

Дорожная конструкция // 2531949

Изобретение относится к дорожным конструкциям для повышения эффективности осушения грунтовых оснований дорожных одежд под дренирующим слоем в пределах дорожной одежды и обочин земляного полотна и может быть использовано для сохранения стабильной прочности в периоды переувлажнения путем увеличения поперечного уклона поверхности грунтового основания преимущественно до 70‰ (промилле) по сравнению с известным уклоном. Технический результат: обеспечение стабильной прочности и долговечности дорожной конструкции в периоды переувлажнения путем сокращения пути фильтрации воды в дренирующем слое и времени увлажнения грунтового основания. Дорожная конструкция, размещенная на земляном полотне, имеющем проектный продольный уклон и поперечный уклон от 10 промилле до 50 промилле (от 10‰ до 50‰), включает дренирующий слой, основание и покрытие. При этом при продольных уклонах земляного полотна свыше 10‰ поперечный уклон грунтового основания дорожной одежды увеличен от более 50‰ до 70‰. 2 ил.

Способ снижения деформаций автомобильных и железных дорог на многолетнемерзлых грунтах, оттаивающих в процессе эксплуатации // 2536538

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации автомобильных и железных дорог и может быть использовано для предупреждения их деформаций, возникающих вследствие оттаивания в процессе эксплуатации многолетнемерзлых грунтов, находящихся в основании земляного полотна. Технический результат - повышение эффективности снижения деформаций автомобильных и железных дорог на оттаивающих в процессе эксплуатации многолетнемерзлых грунтах, находящихся в основании земляного полотна. Для реализации способа производят выемку естественного грунта на оптимальную глубину, бурение со дна выемки вертикальных и наклонных скважин до кровли многолетнемерзлых грунтов, погружение в скважины стальных труб, заполненных песком и в верхней части бетоном, отсыпку по всей площади дна выемки буферного слоя из щебня, укладку поверх буферного слоя слоев горизонтальных армирующих элементов в виде георешеток, заполненных щебнем, заполнение выемки крупнообломочным грунтом с последующим устройством дорожной одежды. 1 ил.

Охлаждающая конструкция для земляных сооружений на вечномерзлых грунтах и способ ее возведения // 2583107

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве и реконструкции земляных сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах. Охлаждающая конструкция для земляных сооружений на вечномерзлых грунтах представляет собой покрытие из каменной наброски, уложенной на откос поперек продольной оси земляного сооружения, по крайней мере, в два слоя. Каждый слой каменной наброски выполнен из искусственных камней в виде прямоугольного параллелепипеда, в которых замоноличена геосинтетическая сетка, предназначенная для удерживания искусственных камней в проектном положении. Искусственные камни пошагово расположены в продольном и поперечном направлении. Геосинтетическая сетка в каждом искусственном камне нижнего слоя замоноличена в плоскости, параллельной его основанию, а геосинтетическая сетка в каждом искусственном камне верхнего слоя - в его диагональной плоскости. Каждый искусственный камень верхнего слоя расположен между соседними искусственными камнями нижнего слоя. Геосинтетические сетки в камнях нижнего и верхнего слоев расположены параллельно, нижние грани каждого искусственного камня верхнего слоя контактируют в продольном направлении с верхними ребрами двух соседних искусственных камней и в поперечном направлении, по крайней мере, с верхними ребрами четырех соседних искусственных камней нижнего слоя каменной наброски. Технический результат состоит в повышении степени охлаждения основания и приподошвенной зоны земляного сооружения при закрытой поверхности охлаждающей конструкции в зимний период, сохранении высокой устойчивости откоса земляного сооружения, повышении степени технологичности при возведении конструкции. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ формирования слоев дорожной одежды автомобильных дорог и городских улиц // 2585769

Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог и городских улиц, в частности к системе слоев дорожной одежды и способам их формирования в ней. Технический результат: повышение эксплуатационной надежности дорог с асфальтобетонным покрытием путем избежания псевдоожижения основания дорожной одежды и исключения образования дефектов на дорожном покрытии глубиной более, чем его толщина, за счет применения переходного несущего слоя из эластичного водонепроницаемого материала в системе слоев дорожной одежды. Способ формирования слоев дорожной одежды автомобильных дорог и городских улиц включает формирование слоя основания и дополнительного слоя с опорой на подстилающий грунт, верхнего и нижнего слоев дорожного покрытия и слоя износа. Между нижним слоем дорожного покрытия и основанием дорожной одежды размещают переходной несущий слой из эластичного водонепроницаемого материала, сформированный из плит, изготовленных прессованием из волокнистой части стеблей растений, с наделением их антисептическими свойствами и пропитанных вяжущим составом до образования монолитной композиции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ усиления природного основания, сложенного слабыми грунтами, для возведения земляного полотна // 2598665

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при усилении слабого природного основания, возведении земляного полотна железных дорог, сооружении дамб, плотин. Способ усиления природного основания, сложенного слабыми грунтами, для возведения земляного полотна включает укрепление массива слабых грунтов механическим смешиванием с укрепляющими материалами, в том числе, вносимыми под давлением вяжущими материалами. Укрепление выполняют на переменную глубину и ширину, связанную с расчетно устанавливаемыми зонами наибольшего ослабления основания, вызванного наихудшим сочетанием действующих напряжений в толще основания и показателей механических свойств слабых грунтов, слагающих основание (зоны низкой устойчивости в основании). Технический результат состоит в обеспечении регулирования глубины и ширины укрепления, этапности укрепления и его выполнении только в части массива в зонах наибольшего ослабления основания, снижении материалоемкости и трудоемкости. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Автомобильная дорога // 2616301

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. Автомобильная дорога на участках со сложными инженерно-геологическими условиями содержит земляное полотно с размещением в откосной части земляного полотна грунтового упорного валика из минерального непучинистого грунта вдоль оси автомобильной дороги, окаймленного армирующим геосинтетическим материалом, размещенным в подоткосной части основания автомобильной дороги и части откоса земляного полотна, образующим полуобойму с использованием монтажного стержня, вставленного в петлю, образованную нижними краями армирующего геосинтетического материала. В один или два ряда по длине валика устанавливаются стержни из композитного материала с крюком, неподвижно фиксирующим нижний край геосинтетического материала, зацепляя монтажный стержень. Мероприятия выполнены с одной или с двух сторон, в зависимости от характера деформаций. Технический результат состоит в 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. 3 ил.