Способ усиления земляного полотна дороги

Авторы патента:

E01C3/04 - подготовка оснований путем укрепления грунта

Владельцы патента RU 2529994:

Открытое Акционерное Общество "Научно-внедренческий центр "ПТКБ путевые машины-Инжиниринг" (RU)

Изобретение относится к способам повышения эксплуатационных характеристик дороги и может быть использовано при строительстве автомобильных и железных дорог, требующих специальных средств для усиления земляного полотна. Технический результат: повышение эффективности и качества формирования защитного слоя, повышение стабильности основания. Способ усиления земляного полотна дороги включает планирование земляного полотна, растягивание по его поверхности геотекстиля и георешетки, заполнение ячеек георешетки наполнителем. Наполнитель предварительно укладывают на поверхность земляного полотна перед дорожной машиной, затем с помощью заборного рабочего органа и конвейера подают в место фиксации растянутой георешетки, планируют и уплотняют в два этапа, сначала по всей поверхности георешетки, а затем в полосе действия наиболее интенсивной вероятной нагрузки для предотвращения образования колеи, причем перед укладкой в георешетку и уплотнением наполнитель увлажняют. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области дорожного строительства, к способам повышения эксплуатационных характеристик дороги и может быть использовано при строительстве автомобильных и железных дорог, требующих специальных средств для усиления земляного полотна.

Известен способ усиления земляного полотна путем расстилания слоя геотекстиля, на который накладывают ряды пластиковых планок или деревянных досок, скрепляемых между собой поперечными планками, после чего концы планок крепят анкерами и сверху укладывают балласт (GB 2494402, 2013 г.). Способ предусматривает большой объем ручного труда и применяется на относительно коротких участках дорог с торфяными и болотистыми почвами.

Известен способ ремонта и реконструкции автомобильных дорог, включающий отсыпку на разрушенное покрытие выравнивающего слоя из щебня с укладкой на старое покрытие плоской георешетки с последующей пропиткой уложенного щебня пескоцементной смесью (RU 2439239, 2012 г.). Способ не предусматривает предварительную планировку земляного полотна и используется преимущественно для ремонта дорог с бетонным покрытием.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является способ укладки геосинтетических материалов в конструкцию дороги, включающий подготовку земляного полотна, растягивание на поверхности земляного полотна геотекстиля, растягивание на поверхности геотекстиля секций объемной георешетки, заполнение ячеек георешетки засыпным материалом из бункера укладчика и последующее уплотнение засыпки (RU 2476634, 2012 г.). Данный способ имеет ряд недостатков, снижающих его эффективность применения:

- необходимо применение специализированной георешетки с пониженными по высоте предкраевыми пластинами, за счет которых происходит ее разворачивание по ширине;

- ограниченный объем бункера, расположенного на укладчике, требующий периодической остановки и загрузки наполнителя в бункер;

- требуемый состав наполнителя должен быть получен перед засыпкой в бункер укладчика, что возможно только при его подготовке с применением дополнительных технических средств в стационарных условиях;

- не предусмотрено равномерное увлажнение песчано-гравийной смеси, что снижает эффективность уплотнения.

Заявляемое техническое решение направлено на повышение эффективности и качества формирования защитного слоя с применением георешетки и геотекстиля, что позволит повысить стабильность основания на 15-20% и снизить затраты на устройство дорожного покрытия на 10-30% по отношению к ближайшему аналогу.

Согласно изобретению способ усиления земляного полотна дороги включает планирование земляного полотна, растягивание по его поверхности геотекстиля и георешетки, заполнение ячеек георешетки наполнителем, его увлажнение и уплотнение. Наполнитель предварительно укладывают на поверхность земляного полотна перед дорожной машиной, затем с помощью заборного рабочего органа и конвейера подают в место фиксации растянутой георешетки, планируют и уплотняют. Уплотнение проводят в два этапа: сначала по всей поверхности георешетки, а затем в полосе действия наиболее интенсивной вероятной нагрузки для предотвращения образования колеи. Увлажняют наполнитель (водой, стабилизатором, другими растворами) на стадии забора наполнителя заборным органом, на стадии схода с конвейера и на стадии планирования. На стадии схода с конвейера увлажняют нижние слои укладываемого наполнителя, что обеспечивается расположением разбрызгивающего устройства под конвейером.

Уложенный на поверхность земляного полотна наполнитель перед подачей на заборный рабочий орган может предварительно измельчаться и перемешиваться до требуемого фракционного состава роторными или другими устройствами, в том числе установленными на универсальной машине.

Сущность предложенного технического решения поясняется схемой, представленной на Фиг.1.

На предварительно подготовленную для усиления площадку земляного полотна, основание дороги 17 с помощью автотракторной техники (бульдозеры, грейдеры) насыпается и разравнивается грунт-наполнитель 1.

Состав, фракции грунта-наполнителя могут быть различными, допустима засыпка вперемешку составляющих наполнителя, объем наполнителя должен превышать на 20-30%, объем ячеек георешетки, подлежащей укладке.

После выполнения указанных действий запускается в работу специализированная машина, которая обеспечивает выполнение технологических операций, предусмотренных изобретением:

- производится забор наполнителя 1 заборными рабочими органами 4 с площадки земляного полотна и передача его подающим транспортером 5 в зону фиксации растянутой георешетки 8 (геотекстиля, геотекстиля и георешетки) между фиксирующими роликами 9. Стрелками показано движение наполнителя по технологической цепочке;

- перед забором наполнителя 1 с помощью фрезерно-роторного устройства 2 производится его перемешивание до получения нужного фракционного состава, создания однородного состава смеси и создания равномерного слоя 3 перед заборным органом 4. Фрезерно-роторное устройство 2 может быть соединено с плужным устройством для предварительного разравнивания наполнителя 1 (не показано);

- производится предварительное смачивание наполнителя перед заборным рабочим органом 4 (позиция 14), при сходе с подающего транспортера 5 (позиция 15) и окончательное смачивание перед распределительным и планирующим устройством 10 (позиция 16);

- увлажненный наполнитель засыпает георешетку 8, поступающую из питателя с приводом 7, планируется и распределяется планирующим и распределительным устройством 10, которое обеспечивает равномерную засыпку увлажненного наполнителя 11 в георешетку с превышением его высоты над высотой георешетки в 5-10 см в зависимости от вида наполнителя и его фракционного состава;

- далее увлажненный наполнитель 11 уплотняется виброплитами 12, 13 в два этапа: на первом - виброплитами 12 первого ряда по всему фронту работ, на втором этапе - виброплитами 13 второго ряда - по месту наиболее вероятного действия поездной нагрузки для исключения колейности. После выполнения данных технологических операций на созданный усиливающий слой может быть уложено либо асфальтобетонное покрытие, либо балласт железнодорожного пути, либо другие покрытия в соответствии с назначением.

Данное техническое решение имеет преимущества перед аналогом, заключающиеся в следующем:

- предварительная засыпка наполнителя на основание земляного полотна технологически удобнее тем, что нет необходимости возить с собой хранимый запас наполнителя для засыпки георешетки; объем наполнителя для засыпки 1 км пути шириной 4 м и высотой 250-300 мм составляет более 1200 м³ и не может быть помещенным в бункер автономной машины, что требует его постоянного пополнения из специализированных технических средств, следующих вместе с данной машиной с бункером, либо с его периодической засыпкой, т.е. снижением производительности и эффективности работы;

- предварительная засыпка может быть осуществлена грунтами различного состава, в том числе имеющими склонность к схватыванию, т.к. перед заборным органом в предложенном техническом решении применено фрезерно-роторное устройство, которое измельчает и перемешивает наполнитель, обеспечивая его равномерный и однородный состав. Применение в ближайшем аналоге в качестве наполнителей, склонных к схватыванию грунтов, приводит к необходимости установки дополнительных технических средств разгрузки бункера аналога и снижению производительности;

- трехстадийный процесс смачивания наполнителя обеспечивает равномерное и эффективное смачивание, что необходимо для последующего уплотнения связных грунтов;

- двухстадийное уплотнение позволяет обеспечить требуемое качество создаваемого усиливающего слоя, наиболее приспособленного к сопротивлению и восприятию нагрузок от движения транспортных средств.

Эффективность предлагаемого технического решения определяется и тем, что подготовка основания, предварительная засыпка наполнителя могут производиться параллельно с работой технологического комплекса по монтажу и заполнению георешетки наполнителем, что существенно повышает производительность при ремонте и строительстве дорог.

1. Способ усиления земляного полотна дороги, включающий планирование земляного полотна, растягивание по его поверхности геотекстиля и георешетки, заполнение ячеек георешетки наполнителем, отличающийся тем, что наполнитель предварительно укладывают на поверхность земляного полотна перед дорожной машиной, затем с помощью заборного рабочего органа и конвейера подают в место фиксации растянутой георешетки, планируют и уплотняют в два этапа, сначала по всей поверхности георешетки, а затем в полосе действия наиболее интенсивной вероятной нагрузки для предотвращения образования колеи, причем перед укладкой в георешетку и уплотнением наполнитель увлажняют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наполнитель увлажняют на стадии забора наполнителя заборным органом, на стадии схода с конвейера и на стадии планирования, причем на стадии схода с конвейера увлажняют нижние слои укладываемого наполнителя.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что наполнитель перед подачей на заборный рабочий орган предварительно измельчают и перемешивают до требуемого фракционного состава.

Похожие патенты:

Конструкция дорожной одежды // 2528073

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог, а именно к конструкциям дорожной одежды. Технический результат - повышение прочности проезжей части автомобильной дороги за счет снижения напряжений от приложенной нагрузки в зоне перехода от более прочного участка конструкции дороги к менее прочному.

Способ осушения торфяных болот при строительстве взлетно-посадочных полос аэродромов // 2527033

Изобретение относится к строительству и гидромелиорации и может быть использовано для осушения взлетно-посадочных полос аэродромов, автомобильных и железных дорог.

Композиция для устройства оснований дорожных одежд и других сооружений // 2520118

Изобретение относится к строительству и утилизации отходов теплоэнергетики, а именно к укрепленным грунтовым композициям (цементогрунтам), которые могут быть использованы для строительства сооружений, в том числе в конструкциях оснований дорожных одежд автомобильных дорог; в земляном полотне автомобильных дорог и других сооружений; для засыпки, ликвидации и рекультивации выработанных грунтовых карьеров и шламовых амбаров; для укрепления обочин дорог, откосов, выемок.

Дорожная конструкция // 2516603

Дорожная конструкция // 2516408

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении земляного полотна автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов, использовано в районах, характеризующихся глубоким сезонным промерзанием грунтов и высоким уровнем грунтовых вод.

Композиция для устройства дорожной одежды автодорог // 2505638

Изобретение относится к строительной промышленности и может быть использовано для устройства дорожной одежды автодорог. Технический результат - повышение водоотталкивающих и теплоизоляционных свойств.

Гибкая укрепляющая лента, используемая для армирования грунтовых сооружений // 2503778

Гибкая укрепляющая лента, по существу, с постоянной толщиной «е», предназначена для использования в армированных грунтовых сооружениях, содержит центральную часть, состоящую из полимерной матрицы, армированной волокнами, упомянутый участок проходит продольно для выдерживания растягивающего усилия, а также, по меньшей мере, из одного бокового участка переменной ширины, содержащего множество сегментов, расположенных непрерывно вдоль центрального участка.

Способ закрепления грунта или фундамента // 2503768

Изобретение относится к способу закрепления грунтов и фундаментов. Способ заключается в обработке последних содержащим латексный полимер закрепителем, применяемым в смеси с водой.

Способ возведения дорожной одежды // 2495181

Изобретение относится к дорожному строительству. Технический результат - снижение трудоемкости работ по возведению дорожной одежды.

Способ строительства и укрепления автомобильных дорог // 2493315

Способ строительства и укрепления автомобильных дорог относится к области дорожного строительства и может быть использовано при проектировании, строительстве, реконструкции и ремонте дорог.

Состав для укрепления песчаного грунта // 2534862

Изобретение относится к области строительства дорожных и других оснований и может быть использовано для укрепления песчаных грунтов. Состав для укрепления песчаного грунта, включающий наполнитель и связующий компонент, причем наполнитель содержит измельченный до высокодисперсного состояния песок (74-136 нм), а в качестве связующего компонента применен измельченный до микродисперсного состояния сапонитсодержащий материал (265-451 нм), выделенный из пульпы хвостохранилища промышленного обогащения руд месторождения алмазов, при следующем соотношении компонентов, мас.%: сапонитсодержащий материал 3-6, песок - остальное. Технический результат - повышение прочностных характеристик песчаного грунта. 2 табл. , 3 ил.

Способ уширения дорожной конструкции (варианты) // 2538560

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к строительству дорожных конструкций с асфальтобетонным покрытием нежесткого типа. Способ уширения дорожной конструкции включает выполнение вдоль кромки покрытия горизонтального среза грунта обочины на глубину, равную толщине существующего покрытия с одновременным удалением его на откос насыпи дороги, обрезку кромки перпендикулярно плоскости покрытия или вертикально на величину не более 100 мм, удаление обломков в ковш погрузчика для вторичного использования, сооружение вертикальной «стены в грунте» из извлекаемых металлических шпунтовых свай, вплотную примыкающей к обновленной кромке покрытия, при этом нижние концы свай внедрены в деятельный слой уплотненного грунтового основания на достаточную глубину, а верхние концы свай с проушинами возвышаются над уровнем горизонтального дна среза грунта обочины на минимальную высоту, достаточную для размещения захвата грузоподъемного механизма. Затем вдоль стены в грунте производят удаление грунта обочины и откоса насыпи до низа дорожной одежды и здесь устраивают деятельный слой грунтового основания рекомендуемой толщины на расчетную величину уширения с послойным уплотнением грунта до максимальной плотности при оптимальной влажности. На деятельном слое устраивают все конструктивные слои дорожной одежды из материалов, аналогичных материалам старой дорожной одежды по качеству, толщине и степени уплотнения. Затем устраивают новое покрытие, примыкающее по плоскости к старому покрытию, аналогичное ему, и следом защитный слой асфальтобетонного покрытия по полной ширине укрепленной поверхности со смещением при необходимости оси дороги путем профилирования. Завершают процесс подсыпкой грунта на обочину и уплотнением его. При втором способе уширения дорожной конструкции используют неизвлекаемые железобетонные шпунтовые сваи для сооружения на том же месте стены в грунте без поэтапного извлечения их при устройстве слоев дорожной одежды, оставляя верхние торцы свай на уровне горизонтального дна среза грунта обочины, а затем накрывают их слоями покрытия. Технический результат - гарантированное сохранение несущей способности существующей дорожной одежды и обеспечение возможности пропуска транспортного потока по дороге без строительства объездного пути, способствующих удешевлению стоимости дорожно-ремонтных работ, увеличению межремонтных сроков с сохранением на длительный период ее высоких транспортно-эксплуатационных показателей. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Геосетка для дорожных покрытий и способ ее изготовления // 2540178

Изобретение относится к технологии изготовления армирующих геосеток, предназначенных для укрепления грунта, преимущественно, при строительстве дорог, может найти применение для укрепления слабых грунтов при устройстве временных и технологических дорог, например вдольтрассовых дорог, возводимых при строительстве трубопроводов, а также для армирования слоев дорожных одежд как при строительстве новых, так и при ремонте и реконструкции уже существующих автодорог. Геосетка для дорожного покрытия выполнена в виде плоского материала ячеистой структуры, образованного путем наложения двух взаимно пересекающихся систем нитей основы и утка со скреплением места их пересечения. По основе через расстояние больше ширины ячейки, но менее ширины протектора шины транспортного средства проложены армирующие нити с линейной плотностью, повышенной в 1,2-5,0 раз, по сравнению с линейной плотностью остальных нитей основы. Технический результат состоит в повышении прочности временных технологических грунтовых промысловых и вдольтрассовых дорог за счет улучшения структуры армирующей геосетки, обеспечивающей повышение ее жесткости и несущей способности, при рациональном расходе материала на изготовление геосетки. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 пр., 1 ил.

Грунт укрепленный дорожно-строительный // 2541009

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения земляного полотна и устройства укрепленных дорожных оснований на дорогах I-V категорий во II-V дорожно-климатических зонах, а также покрытий на дорогах IV-V категорий в качестве материала для сооружения насыпей земляного полотна и укрепления грунтовых оснований строительных и других площадок. Грунт укрепленный дорожно-строительный характеризуется тем, что он получен из смеси, включающей, мас.%: цемент 5-15, отход термической утилизации нефтешламов - золошлак плотностью от 1,2 до 1,6 кг/дм3 30-40, минеральный наполнитель 0-30, торфяной сорбент 2-4, буровой шлам плотностью от 1,3 до 1,8 кг/дм3 остальное. Технический результат - снижение расхода цемента и заполнителей, утилизация отходов. 7 ил., 7 пр.

Конструкция дороги // 2573892

Изобретение относится к области строительства и широко может быть использовано при возведении земляного полотна автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов, использовано в районах, характеризующихся глубоким сезонным промерзанием грунтов и высоким уровнем грунтовых вод. Технический результат: восстановление высоких транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог на длительный период времени, увеличение несущей способности (модуля упругости) дорожной одежды с обеспечением пропуска автомобильного транспорта с большими нагрузками на ось и исключением закрытия дорог в зимне-весенний период. Конструкция дороги включает земляное полотно, дорожную одежду с подстилающим слоем, обочины, продольную дренажную систему, заполненную щебнем фракции 20-40 и расположенную в теле земляного полотна вдоль оси дороги, и водоотводящие выпуски. Основание в насыпи земляного полотна под дорожное покрытие выполнено в стадии полусформированного жесткого ядра по геометрии треугольной формы в нижней части и равнобочных трапеций в верхней части, из прочных легкоуплотняемых зернистых материалов, обладающих дренирующими свойствами. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Органоминеральная добавка для укрепления песчаных грунтов // 2595280

Изобретение относится к области строительства дорожных оснований и оснований инженерных коммуникаций и может быть использовано для укрепления песчаных грунтов. Органоминеральная добавка для укрепления песчаных грунтов, включающая измельченный сапонит-содержащий материал, выделенный из пульпы хвостохранилища промышленного обогащения руд месторождения алмазов, отличающаяся тем, что она содержит указанный сапонит-содержащий материал, измельченный до размера частиц 307±83 нм, и дополнительно связующее - 5%-ный раствор глиоксаля, при следующем соотношении компонентов, мас.% песчаного грунта: указанный глиоксаль - 0,52; указанный сапонит-содержащий материал 17. Технический результат - повышение прочностных характеристик песчаного грунта. 2 табл., 2 ил.

Конструкция дорожной одежды для временных дорог сельскохозяйственного назначения // 2596164

Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог, а именно к строительству временных дорог сельскохозяйственного назначения, и может быть использовано для усиления слабого основания, повышения прочности и несущей способности дороги. Конструкция дорожной одежды для временных дорог сельскохозяйственного назначения содержит конструкцию земляного полотна с откосами и кюветами, земляное полотно которой армировано стеблями хлебных злаков. Земляное полотно выполнено с двухскатным поперечным уклоном 7-8% от оси проезжей части дорожного полотна с коэффициентом уплотнения проезжей части земляного полотна 1,02-1,03 и толщиной армированного слоя 25-30 см, а для армирования используют стебли хлебных злаков длиной до 4 см из расчета 15 кг стеблей на 1 м3 грунта. Технический результат - повышение прочности, несущей способности и устойчивости временных дорог сельскохозяйственного назначения. 1 ил., 1 табл.

Способ прокладки сотовой дороги // 2597349

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве конструкций временных автомобильных дорог, а также площадок различного назначения. Способ прокладки сотовой дороги включает подготовку земляного полотна, растягивание на поверхности земляного полотна геотекстиля, растягивание секций объемной георешетки, заполнение ячеек георешетки на обусловленную проектом высоту засыпным материалом. Прокладку осуществляют в четыре этапа. На первом этапе поверхность земляного полотна выравнивают за счет срезания выступов и заполнения впадин материалом из ближних окрестностей, но при этом поверхность земляного полотна остается на среднем уровне или выше окружающей местности. На втором этапе по обеим сторонам от проезжей части будущей дороги растягивают две полосы геотекстиля, при этом каждая по ширине равна удвоенной проектной ширине обочины, между ними на ширину проезжей части растягивают и устанавливают секциями объемную георешетку, которая при необходимости фиксирования крепится к грунту несколькими анкерными шпильками, проходящими и сквозь края полос геотекстиля; по обеим сторонам вплотную к объемной георешетке на полосы геотекстиля укладывают сплошными барьерами мешки с песком или мелким щебнем, которые скрепляют с объемной георешеткой, с полосой геотекстиля, с грунтом и между собой анкерными шпильками, при этом высота барьеров, образованных упомянутыми мешками, превосходит высоту объемной георешетки на 10-20%. На третьем этапе производят засыпку из заданного проектом материала слоем, по толщине на 10-20% большим, чем высота объемной георешетки, на всей ширине дороги с обочинами, после этого свободные края полос, выступающие за обочины, загибаются поверх засыпки и барьеров из мешков и скрепляются анкерными шпильками с объемными георешетками и с грунтом. На четвертом этапе засыпают, разравнивают и уплотняют верхний слой из заданного проектом материала поверх всей дороги, включая обочины. Технический результат состоит в снижении материалоемкости и трудоемкости строительства временных дорог при сохранении их несущей способности в течение всего срока службы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ приготовления золоминеральной смеси для оснований дорожных одежд // 2597903

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для приготовления золоминеральных смесей, укладываемых в основания дорожных одежд. Технический результат - повышение прочности сооружаемых оснований на растяжение при изгибе и, как следствие, их долговечности. Способ приготовления золоминеральной смеси для оснований дорожных одежд, включающий смешивание минерального вяжущего, наполнителя, золы-уноса и увлажнение смеси, где на первой стадии получают минеральное вяжущее путем дозированной подачи, масс. %: портландцемента 50-70, водопонижающей добавки в количестве 0,5-2,0% от массы портландцемента (сверх 100%) и золы-уноса остальное, с последующим перемешиванием и совместным помолом дозированных компонентов в активаторе-дезинтеграторе, на второй стадии дозируют и последовательно выгружают друг на друга, масс. %: щебеночно-песчаный наполнитель в количестве 57-68, полученное на первой стадии минеральное вяжущее в количестве 10-15, зола-унос остальное, а на третьей стадии перемешивают указанные компоненты золоминеральной смеси и добавляют воду до оптимальной влажности. 3 табл. .

Грунтовая смесь с содержанием известьсодержащих отходов теплоэнергетического промышленного комплекса (варианты) // 2598546

Изобретение относится к области утилизации отходов промышленности теплоэнергетического комплекса, к озеленению и обустройству городских территорий. Предложены составы грунтовых смесей, содержащие компоненты в следующем соотношении, мас.% (на сухое): песок (16-48); торф (10-19); шлам химводоочистки ТЭЦ (35-59), гумусовая добавка (перегной) (7-10). Дополнительно может быть введена мелиорирующая добавка - фосфорсодержащее удобрение «Суперфосфат» в количестве 1-2% от массы сухих компонентов. Обеспечивается утилизация промышленных отходов теплоэнергетического комплекса и повышение водоудерживающей способности и плодородия торфо-песчаных смесей. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 6 табл.