Способ возведения дорожной одежды и дорожная одежда, возведенная этим способом
Изобретение направлено на упрощение монтажных работ при строительстве дорог с повышенной эксплуатационной нагрузкой, аэродромных посадочных полос и т.д. Указанный технический результат достигается тем, что способ возведения дорожной одежды включает подготовку грунтового основания, установку опалубки, раскладку арматуры, укладку монолитного бетона, выдержку до затвердевания и обжатие бетона во взаимно пересекающихся направлениях с последующей фиксацией преднапряженного состояния бетонного покрытия анкерными устройствами. В качестве опалубки на подготовленное грунтовое основание вдоль оси полотна устанавливают бортовые металлические элементы с отверстиями и под углом 30-60° к ним во взаимно пересекающихся направлениях укладывают канатные арматурные элементы, размещенные в заполненных смазкой полиэтиленовых трубках, с возможностью свободного в них перемещения, и фиксацией свободных концов канатов в отверстиях бортовых металлических элементов. После этого укладывают и уплотняют монолитный бетон, выдерживают его до затвердевания и снимают бортовые металлические элементы. Затем производят натяжение арматуры с одновременным обжатием бетона, фиксируют ее анкерными устройствами и передают усилие натяжения арматуры на бетон. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.
Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к возведению дорожной одежды с монолитным преднапряженным бетонным покрытием, преимущественно эксплуатируемых при повышенных нагрузках, аэродромных посадочных полос и т.д.
Известен способ устройства дорожной одежды, включающий укладку на подготовленное основание опорных элементов, раскладку струнной арматуры, бетонирование, натяжение арматуры, твердение бетона, обжатие бетона путем передачи усилия натяжения на опорные элементы /1/.
Наиболее близким способом устройства дорожной одежды является способ, включающий подготовку грунтового основания, установку опалубочных элементов и упоров в виде рамки с ячейками, соединенной контрфорсами с погруженными в грунт сваями, бетонирование, размещение между плитами и упорами распорных устройств и обжатие плит, заполнение промежутков малоусадочным бетоном и фиксация преднапряженного состояния /2/.
Недостатками известных способов возведения дорожной одежды являются большая трудоемкость и многодельность процесса возведения, поскольку требуют большого количества земляных работ и технических устройств.
Техническая задача заключается в упрощении технологии возведения, снижение трудозатрат и материалоемкости дорожного полотна.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе возведения дорожной одежды, включающем подготовку грунтового основания, установку опалубки, раскладку арматуры, укладку монолитного бетона, выдержку до затвердевания и обжатие бетона во взаимно пересекающихся направлениях с последующей фиксацией преднапряженного состояния бетонного покрытия анкерными устройствами, согласно изобретению в качестве опалубки на подготовленное грунтовое основание вдоль оси полотна устанавливают бортовые металлические элементы с отверстиями и укладывают под углом 30-60° к ним во взаимно пересекающихся направлениях канатные арматурные элементы, размещенные в заполненных смазкой полиэтиленовых трубках, с возможностью свободного в них перемещения, и фиксацией свободных концов канатов в отверстиях бортовых металлических элементов, после этого укладывают и уплотняют монолитный бетон, выдерживают до его затвердевания, после чего бортовые металлические пластины снимают, производят натяжение арматуры с одновременным обжатием бетона, фиксируют ее анкерными устройствами и передают усилие натяжения арматуры на бетон. Кроме того, в качестве анкерного устройства для фиксации напряженной арматуры и передачи усилия натяжения на бетон на концы канатной арматуры устанавливают металлические анкерные пластины и цанговые зажимы.
Дорожная одежда, возведенная способом описанным выше, включает слой жесткого грунтового основания и обжатое арматурными элементами во взаимно пересекающихся направлениях монолитное бетонное покрытие, согласно изобретению бетонное монолитное покрытие обжато во взаимно пересекающихся направлениях, размещенными под углом 30°-60° к оси дорожного полотна предварительно напряженными канатными арматурными элементами, размещенными в наполненных смазкой полиэтиленовых трубках, концы которых зафиксированы на боковых торцевых сторонах бетонного монолитного покрытия анкерными устройствами с передачей усилия натяжения арматуры на бетон. При этом монолитное бетонное покрытие может содержать в верхнем и/или нижнем поясах арматурные сетки. Кроме того, концы канатных арматурных элементов зафиксированы на боковых торцевых сторонах бетонного монолитного покрытия цветовыми зажимами с передачей усилия натяжения арматуры на бетон через анкерные металлические пластины.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве опалубки на подготовленное грунтовое основание вдоль оси полотна устанавливают бортовые металлические элементы с отверстиями и укладывают под углом 30°-60° к ним во взаимно пересекающихся направлениях канатные арматурные элементы, размещенные в заполненных смазкой полиэтиленовых трубках, с возможностью свободного в них перемещения, и фиксацией свободных концов канатов в отверстиях бортовых металлических элементов, после этого укладывают и уплотняют монолитный бетон, выдерживают до затвердевания, после чего бортовые металлические пластины снимают, производят натяжение арматуры с одновременным обжатием бетона, фиксируют ее анкерными устройствами и передают усилие натяжения арматуры на бетон.
Предлагаемая дорожная одежда отличается от известной тем, что бетонное монолитное покрытие обжато во взаимно пересекающихся направлениях, размещенными под углом 30°-60° к оси дорожного полотна предварительно-напряженными канатными арматурными элементами, размещенными в наполненных смазкой полиэтиленовых трубках, концы которых зафиксированы на боковых торцевых сторонах бетонного монолитного покрытия анкерными устройствами с передачей усилия натяжения арматуры на бетон. Концы канатных арматурных элементов зафиксированы на боковых торцевых сторонах бетонного монолитного покрытия цанговыми зажимами с передачей усилия натяжения арматуры на бетон через анкерные металлические пластины.
Расчетный уровень обжатия бетона в продольном и поперечном направлениях задается положением угла напрягаемой арматуры относительно оси дорожного полотна и ее количеством. Величина оптимального положения угла натягиваемой арматуры относительно оси дорожного полотна, определяющая уровень обжатия бетона в продольном и поперечном направлениях находится в пределах 30°-60°.
Напрягаемая арматура располагается в середине сечения или на двух уровнях по нижнему и верхнему поясам симметрично относительно нейтральной оси сечения бетонной плиты.
При передаче усилия натяжения на бетон с торцов дорожного покрытия длина канатного арматурного элемента ограничена шириной дорожного полотна и потери напряжения сжатия в сечениях в результате трения бетонного покрытия с поверхностью грунтовой подготовки как в продольном, так и в поперечном направлении минимальны.
Предлагаемый способ и конструкция дорожной одежды обеспечивает получение расчетных эксплуатационных характеристик за счет изменения степени обжатия бетонного покрытия в продольном и поперечном направлении в зависимости от заданных транспортных нагрузок.
Размещенную в трубках канатную арматуру, зафиксированную в натянутом состоянии анкерами по торцам бетонного покрытия, можно заменить на новую того же диаметра при ремонтных работах в любое время эксплуатации дорожного полотна.
В предлагаемом предварительно напряженном бетонном покрытии дорожного полотна напрягаемая арматура располагается поперек дорожного полотна под углом относительно ее продольной оси во взаимно пересекающихся направлениях на одном или двух уровнях в сечении покрытия симметрично нейтральной оси. Арматура размещена в полиэтиленовой трубке, заполненной смазкой, и фиксируется в отверстиях бортовых элементов, уложенных вдоль полотна. В качестве анкерного устройства для фиксации напряженной арматуры и передачи усилия натяжения на бетон на концы канатной арматуры устанавливают металлические анкерные пластины и цанговые зажимы.
Предлагаемый способ устройства дорожной одежды отличается последовательностью операций, расположением и выполнением напрягаемой арматуры, что позволяет упростить технологию, сократить объем земляных работ, не требует сложного оборудования. А конструкция дорожной одежды дает возможность задать эксплуатационные характеристики в зависимости от различных транспортных нагрузок.
На фиг.1 показана конструкция дорожного покрытия в плане; фиг.2 - разрез 1-1 фиг.1; фиг.3 - канатный арматурный элемент; фиг.4 - разрез 1-1 фиг.3.; фиг.5 - схема распределения усилий обжатия бетона при расположении канатной арматуры под углом 30° к продольной оси дорожного полотна; фиг.6 - то же, что и на фиг.5 под углом 45°; фиг.7 - то же, что и на фиг.5 - под углом 60°; фиг.8 - то же, что и на фиг.2 - фрагмент натяжения канатной арматуры и передачи усилия натяжения на бетон.
Конструкция дорожной одежды включает бетонное покрытие 1, расположенное на слое жесткой грунтовой подготовки 2, выполненной из бетона, с отсыпкой и укаткой щебеночного слоя 3.
Способ осуществляют следующим образом.
По ширине дорожного покрытия устанавливают бортовые элементы 4 в виде металлических пластин с отверстиями для фиксирования в нужном направлении и положении канатные арматурные элементы 5. Канатный арматурный элемент 5 состоит из напрягаемой канатной арматуры 6, уложенной в полиэтиленовой трубке 7, заполненной смазкой, и анкерных пластин 8 на концах канатов. Арматурные сетки 9 укладывают на основание 2 в верхней и нижней части сечения бетонного покрытия, которые размещают в заданном положении с помощью фиксаторов. С помощью бетоноукладчика производят бетонирование дорожного покрытия и выдерживают до набора бетоном прочности. После чего производят распалубку - съем бортовых элементов 4. На концы, выступающие из торцов покрытия канатной арматуры 6, устанавливают цанговые зажимы 10. С помощью гидроцилиндра 11 с упором в боковую сторону бетонного покрытия арматуру натягивают на расчетное усилие и в таком положении цанговые зажимы 9 анкеруются.
Натягиваемые арматурные элементы 5 располагаются в покрытии во взаимно пересекающихся направлениях под определенным углом относительно продольной оси дорожного полотна.
Расчетный уровень обжатия бетона в продольном и поперечном направлениях задается положением угла натягиваемой арматуры относительно оси дорожного полотна и ее количества.
Оптимальное значение величины уровня обжатия бетона в продольном и поперечном направлениях, когда арматурные элементы расположены под углом 45° относительно продольной оси, тогда плита покрытия находится в плоском напряженном состоянии с равными значениями обжатия в продольном и поперечном направлениях, т.е. σпрод=σпоп.
Для увеличения или уменьшения уровня обжатия бетона плиты в одном или другом направлениях может быть изменен угол расположения арматурного элемента относительно продольной оси дорожного полотна. На фиг.5, 6, 7 приведены схемы распределения степени обжатия в зависимости от расположения арматурного элемента с разными углами относительно оси.
Пример устройства дорожной одежды приведен в таблице.
Источники информации
1. Aвторcкое свидетельство SU №159561, кл. Е01С 7/16, БИ №1, 1963 г.
2. Авторское свидетельство SU №89054, кл. Е01С 7/16, БИ №24, 1966 г. /прототип/.
1. Способ возведения дорожной одежды, включающий подготовку грунтового основания, установку опалубки, раскладку арматуры, укладку монолитного бетона, выдержку до затвердевания и обжатие бетона во взаимно пересекающихся направлениях с последующей фиксацией преднапряженного состояния бетонного покрытия анкерными устройствами, отличающийся тем, что в качестве опалубки на подготовленное грунтовое основание вдоль оси полотна устанавливают бортовые металлические элементы с отверстиями и под углом 30-60° к ним во взаимно пересекающихся направлениях укладывают канатные арматурные элементы, размещенные в заполненных смазкой полиэтиленовых трубках, с возможностью свободного в них перемещения, и фиксацией свободных концов канатов в отверстиях бортовых металлических элементов, после этого укладывают и уплотняют монолитный бетон, выдерживают его до затвердевания, после чего бортовые металлические элементы снимают, производят натяжение арматуры с одновременным обжатием бетона, фиксируют ее анкерными устройствами и передают усилие натяжения арматуры на бетон.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве анкерного устройства для фиксации напряженной арматуры и передачи усилия натяжения на бетон после снятия бортовых элементов на концы канатной арматуры устанавливают металлические анкерные пластины и цанговые зажимы.
3. Дорожная одежда, возведенная способом по любому из пп.1 и 2, включающая слой жесткого грунтового основания и обжатое арматурными элементами во взаимно пересекающихся направлениях монолитное бетонное покрытие, отличающаяся тем, что бетонное монолитное покрытие обжато во взаимно пересекающихся направлениях размещенными под углом 30-60° к оси дорожного полотна предварительно напряженными канатными арматурными элементами, размещенными в наполненных смазкой полиэтиленовых трубках, концы которых зафиксированы на боковых торцевых сторонах бетонного монолитного покрытия анкерными устройствами с передачей усилия натяжения арматуры на бетон.
4. Дорожная одежда по п.3, отличающаяся тем, что монолитное бетонное покрытие содержит в верхнем и/или нижнем поясах арматурные сетки.
5. Дорожная одежда по п.3, отличающаяся тем, что концы канатных арматурных элементов зафиксированы на боковых торцевых сторонах бетонного монолитного покрытия цанговыми зажимами с передачей усилия натяжения арматуры на бетон через анкерные металлические пластины.
