Конструкция основания для строительства водопропускных труб промысловых автомобильных дорог и дорог с низкой интенсивностью движения, проходящих по болотистой местности

Авторы патента:

Куюков Сергей Анатольевич (RU)

Теленкова Александра Андреевна (RU)

Санников Сергей Павлович (RU)

Титова Аполинария Александровна (RU)

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

Владельцы патента RU 2627342:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству оснований искусственных сооружений на промысловых автомобильных дорогах или на дорогах с низкой интенсивностью движения, проходящих по болотистой местности. Конструкция основания для строительства водопропускных труб включает промороженную торфяную плиту, теплоизоляционный слой, водопропускную трубу, грунт земляного полотна и систему охлаждения. Система охлаждения состоит из теплопроводных трубок изготовленных из теплорассеивающей пластмассы, и заложенных в промороженную торфяную плиту, соединенных с выводами проводников холода на поверхность. Между водопропускной трубой и промороженной торфяной плитой уложен теплоизоляционный слой. Технический результат - возможность возобновления основания без капитального переустройства. 3 ил.

В настоящее время при строительстве автомобильных дорог на болотах для устройства водопропускной трубы рекомендуется полностью удалять слабый грунт в основании и заменять его дренирующим. Также известна конструкция водопропускной трубы на искусственном основании, сооружаемом в виде мембраны из объемной георешетки в обойме из геотекстиля [1 - Отраслевой дорожный методический документ: ОДМ 218.2.001-009. Рекомендации по проектированию и строительству водопропускных сооружений из металлических гофрированных структур на автомобильных дорогах общего пользования с учетом региональных условий (Дорожно-климатических зон). - Взамен ВСН 176-78; введ. 27.07.2009. - Москва: Росавтодор, 2009. - 164 с]. На практике же трубы устраиваются на деревянном лежневом настиле.

Удаление слабого грунта является надежным решением в качестве основания для водопропускных труб, но, как правило, требует доставки к месту строительства дополнительной специализированной техники и дорогостоящего дренирующего грунта. Мембрана из георешетки и деревянный настил не обеспечивают требуемой устойчивости и с наступлением летнего периода, труба может полностью погрузится в болото и для восстановления требуется капитальное переустройство. Кроме того, при использовании деревянного настила в качестве основания отметка лотка трубы находится выше дневной поверхности, что препятствует отводу воды.

Известны способы самовозобновления мерзлых торфяных оснований, путем циркуляции различных хладагентов по трубкам, заложенным в основание [2 - Способ создания основания строительного фундамента на заболоченных территориях: пат. 2220257 Рос. Федерация: МПК: E02D 27/32, E02D 27/35 / А.Е. Полозов, Г.А. Бочаров; заявитель и патентообладатель Курский государственный технический университет. - №2002100503/03, 3 - Термоустройство для охлаждения и замораживания грунта: пат. 2164273 Рос. Федерация: МПК: E02D 3/115 / Г.И. Шемелин, А.Л. Лязгин, Р.М. Баясян, С.В. Остробородов, К.П. Шевцов, Г.П. Пустовойт, О.И. Романовский; заявитель и патентообладатели: Г.И. Шемелин, А.Л. Лязгин, Р.М. Баясян, С.В. Остробородов, К.П. Шевцов, Г.П. Пустовойт, О.И. Романовский. - №98101536/03]. Недостатками таких конструкций является то, что они требуют дополнительных затрат на энергию и топливо.

Мерзлое торфяное основание используется при строительстве автомобильных дорог и буровых площадок [4 - Ведомственные строительные нормы: ВСН 84-89. Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. - Взамен ВСН 84-75, дополнения №1 к ВСН 84-75, ВСН 201-85; введ. 30.03.1989. - Минтрансстрой СССР, 1989. - 174 с, 5 - Ведомственные строительные нормы: ВСН 137-89. Проектирование, строительство и содержание зимних автомобильных дорог в условиях Сибири и Северо-Востока СССР. - Взамен ВСН 137-77; введ. 20.02.1989. - Минтрансстрой СССР, 1989. - 87 с, 6 - Вялов, СС Строительство промысловых сооружений на мерзлом торфе/ СС Вялов, Г.Л. Каган, А.Н. Воевода, В.И. Муравленко. - М., Недра, 1980 - 144 с]. Но известные основания не являются надежными и со временем погружаются в болото из-за оттаивания конструкции снизу (на границе с талой болотной толщей), и для восстановления требуется капитальное переустройство.

Сущность настоящего изобретения заключается в обеспечении поступления отрицательной температуры к промороженной торфяной плите для ее возобновления во второй и последующие годы эксплуатации конструкции без использования хладагентов. Это достигается путем монтажа в основании торфяной плиты системы проводников из теплорассеивающей пластмассы [7 - Теплорассеивающие пластмассы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://teplostok-plastic.ru] и вывода их на поверхность.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в: отказе от использования дорогостоящих дренирующих грунтов в основании; отказе от трудоемкого процесса удаления слабого грунта на болотах значительной глубины; возможности возобновления основания без капитального переустройства; обеспечении оптимальной работы водопропускной трубы в течение всего периода эксплуатации автомобильной дороги.

Задачи, решаемые изобретением: снижение стоимости строительства оснований водопропускных труб на автомобильных дорогах за счет сокращения объемов привозного дренирующего грунта; повышение устойчивости и надежности конструкции в сравнении со способом устройства трубы на лежневом настиле.

Новизна заявленного технического решения обеспечивается тем, что для возобновления промороженной торфяной плиты не требуется полностью переустраивать участок или использовать хладагенты и дополнительное оборудование для их циркуляции.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 представлена дорожная конструкция земляного полотна (1) с водопропускной трубой (2) на торфяном грунте (3). Основанием для трубы служит промороженная самовозобновляемая торфяная плита (4) и охлаждающая система, выполненная из теплорассеивающей пластмассы. Система охлаждения состоит из теплопроводных трубок (5), заложенных в мерзлую плиту, и проводников «холода» (6), выведенных на поверхность. Между трубой и мерзлым торфяным основанием предусмотрена прослойка теплоизоляции (7).

На фиг. 2 показано расположение теплопроводных трубок (5) и проводников «холода» (6) в плане.

На фиг. 3 представлены три этапа эксплуатации системы: состояние конструкции на конец первого зимнего, первого летнего и последующих периодов эксплуатации. Конструкция создается следующим образом: поверхность болота в зимний период очищается от снега; в течение нескольких месяцев торфяной грунт (3) промораживается на необходимую для обеспечения устойчивости конструкции глубину, таким образом, создается промороженная торфяная плита (4); нарезаются траншеи, в которые закладываются соединенные между собой теплорассеивающие элементы и выводы проводников на поверхность (6); траншеи засыпаются мерзлым торфом, устраивается теплоизоляционный слой (7) для недопущения оттаивания основания сверху, монтируется металлическая водопропускная труба (2) и засыпается грунтом земляного полотна, подсоединяются проводники, которые обеспечиваются связь теплорассеивающей системы, заложенной в основание с отрицательной температурой окружающего воздуха.

В первый зимний период через проводники «холода» будет происходить дальнейшее намораживание торфяной плиты (фиг. 3, а).

С наступлением теплого периода связь проводников «холода» с системой нужно прерывать, иначе они станут снабжать ее ненужным теплом. За счет теплоизоляционного слоя приток тепла сверху (из окружающего воздуха) происходить не будет. В теплый период эксплуатации предусматривается осадка и оттаивание плиты снизу на допустимую величину (8) за счет естественной миграции воды под конструкцией в болотной толще (фиг. 3, б).

С наступлением устойчивой отрицательной температуры воздуха, во второй и последующие зимние периоды проводники «холода» снова монтируются, и промороженная торфяная плита восстанавливает свои первоначальные параметры (фиг. 3, в).

Литература:

1. Отраслевой дорожный методический документ: ОДМ 218.2.001-009. Рекомендации по проектированию и строительству водопропускных сооружений из металлических гофрированных структур на автомобильных дорогах общего пользования с учетом региональных условий (Дорожно-климатических зон). - Взамен ВСН 176-78; введ. 27.07.2009. - Москва: Росавтодор, 2009. - 164 с.

2. Способ создания основания строительного фундамента на заболоченных территориях: пат. 2220257 Рос. Федерация: МПК: E02D 27/32, E02D 27/35 / А.Е. Полозов, Г.А. Бочаров; заявитель и патентообладатель Курский государственный технический университет. - №2002100503/03.

3. Термоустройство для охлаждения и замораживания грунта: пат. 2164273 Рос. Федерация: МПК: E02D 3/115 / Г.И. Шемелин, А.Л. Лязгин, Р.М. Баясян, С.В. Остробородов, К.П. Шевцов, Г.П. Пустовойт, О.И. Романовский; заявитель и патентообладатели: Г.И. Шемелин, А.Л. Лязгин, Р.М. Баясян, С.В. Остробородов, К.П. Шевцов, Г.П. Пустовойт, О.И. Романовский. №98101536/03.

4. Ведомственные строительные нормы: ВСН 84-89. Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. - Взамен ВСН 84-75, дополнения №1 к ВСН 84-75, ВСН 201-85; введ. 30.03.1989. - Минртансстрой СССР, 1989. - 174 с.

5. Ведомственные строительные нормы: ВСН 137-89. Проектирование, строительство и содержание зимних автомобильных дорог в условиях Сибири и Северо-Востока СССР. - Взамен ВСН 137-77; введ. 20.02.1989. - Минтрансстрой СССР, 1989. - 87 с.

6. Вялов, С.С. Строительство промысловых сооружений на мерзлом торфе / С.С. Вялов, Г.Л. Каган, А.Н. Воевода, В.И. Муравленко. - М., Недра, 1980 - 144 с.

7. Теплорассеивающие пластмассы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://teplostok-plastic.ru.

Конструкция основания для строительства водопропускных труб промысловых автомобильных дорог и дорог с низкой интенсивностью движения, проходящих по болотистой местности, включающая промороженную торфяную плиту, теплоизоляционный слой, водопропускную трубу и грунт земляного полотна, отличающаяся тем, что включает систему охлаждения, состоящую из теплопроводных трубок, изготовленных из теплорассеивающей пластмассы и заложенных в промороженную торфяную плиту, соединенных с выводами проводников холода на поверхность, причем между водопропускной трубой и промороженной торфяной плитой уложен теплоизоляционный слой.

Похожие патенты:

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.

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 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.

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.

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.

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.

Автомобильная дорога // 2508428

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог. К сваям 2 прикреплены железобетонные плиты 3, установленные на грунте земельного полотна 1.

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.

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.

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 дорог на мерзлых грунтах // 2641352

Изобретение относится к области строительства дорог и может быть использовано при возведении грунтовых насыпей транспортных сооружений в Арктических зонах на мерзлых грунтах путем подготовки основания и отсыпки дорожной насыпи по полосам. Дорожную насыпь собирают из дискретных полос, отсыпанных на полотнищах на технологическом участке, и доставляют волоком по снегу на промороженное основание трассы строящейся дороги. Технический результат состоит в повышении эффективности строительства дорог за счет упрощения, ускорения и более качественного возведения насыпи при строительстве на мерзлых грунтах. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ возведения земляного полотна с лежневой опорной обоймой на торфяных грунтах // 2642601

Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог и может быть использовано для повышения несущей способности и устойчивости земляного полотна автомобильных дорог на слабом болотистом основании. Способ возведения земляного полотна с лежневой опорной обоймой на торфяных грунтах состоит в том, что с целью промораживания торфяных грунтов основания на необходимую толщину производят периодическую очистку снега и проминку мохотравяного покрова. На промороженную очищенную поверхность укладывают геокомпозиционный материал с перекрытием смежных полос на величину не менее 1/3 от ширины рулона. Производят устройство технологического слоя из песка для защиты геокомпозиционного материала от разрывов при монтаже и укладке бревен. На подготовленный технический слой производят монтаж бревен пачками в продольном направлении со смещением на величину, равную половине длины бревна. С целью обеспечить проходимость техники по лежневому настилу отсыпают верхний технический слой из песка. Производят формирование опорной обоймы, для чего края геокомпозиционного материала заводят наверх обоймы и производят спайку материала. Для предотвращения механического повреждения геокомпозиционного материала предусматривают отсыпку песчаного защитного слоя. Производят строительство верхней части земляного полотна. Технический результат состоит в снижении осадки основания земляного полотна и увеличении несущей способности земляного полотна автомобильной дороги. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ формирования слоев дорожной одежды автомобильных дорог и городских улиц // 2644776

Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог и городских улиц, в частности к способам формирования слоев дорожной одежды и повышения их эксплуатационных свойств. Техническим результатом изобретения является повышение несущей способности дорожного полотна за счет избежания псевдоожижения основания дорожной одежды и его устойчивости к воздействию перепадов положительных и отрицательных температур. Технический результат достигается тем, что все свободное пространство в слое основания дорожной одежды, сформированном из сыпучих (гранулированных) материалов, после его уплотнения, например катками, заполняют песочной массой с гидрофобной поверхностью, образованной в нем из осажденных частиц песка при размещении в основании гидрофобной песочной суспензии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.