Автомобильная дорога на многолетнемерзлых грунтах


 


Владельцы патента RU 2580549:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах. Автомобильная дорога на многолетнемерзлых грунтах при неоднородности грунтов по ширине основания содержит земляное полотно с размещением геосинтетического материала. В откосной части земляного полотна со стороны основания с прослоями из мерзлого грунта сформирован грунтовый упорный валик из минерального непучинистого грунта, окаймленный армирующим геосинтетическим материалом, размещенным в подоткосной части основания автомобильной дороги и части откоса земляного полотна в виде полуобоймы в прочном льдогрунтовом массиве, образованном в результате действия термостабилизаторов, погружаемых до отметки кровли многолетнемерзлых грунтов для закрепления армирующего геосинтетического материала, с шагом в зависимости от теплофизических характеристик грунтов основания. Технический результат состоит в повышении устойчивости земляного полотна, уменьшении вертикальных и горизонтальных деформаций покрытия, земляного полотна и грунтов основания. 1 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах.

При принятии типовых проектных решений не учитываются локальные зоны на участках со специфическим инженерно-геологическим строением, например основание автомобильной дороги сложено супесями, песками мелкими и средней крупности с прослоями из многолетнемерзлого песка и торфа, что приводит к критическим деформациям земляных сооружений при сезонном протаивании.

Известно земляное полотно дорог на слабом основании, включающее выполненные в слабом основании и заполненные минеральным грунтом прорези, крайние из которых размещены одна от другой на расстоянии, равном ширине земляного полотна поверху, и геотекстильную прослойку, расположенную под насыпью и заведенную в слабое основание [RU 1581801 SU, МПК5 Е01С 3/06, опубл. 30.07.1990].

Наиболее близким аналогом является автомобильная дорога на вечномерзлых грунтах, содержащая дорожную конструкцию и уложенные в теле насыпи поперечные полосы из синтетического материала, отличающаяся тем, что она снабжена продольными полосами из водонепроницаемого синтетического материала, размещенными в сезонно-талом слое основания дорожной конструкции симметрично относительно оси дороги и защемленными нижними краями в толще многолетнемерзлых грунтов [RU 2221102 С1, МПК7 Е01С 3/06, Е01С 3/00, опубл. 10.01.2004].

Недостатком аналога и прототипа является то, что они применимы на однородных относительно продольной оси грунтах и могут быть реализованы только при новом строительстве автомобильной дороги.

Задачей изобретения является увеличение межремонтных сроков при эксплуатации автомобильной дороги, что выражается в следующем техническом результате: повышении устойчивости земляного полотна, уменьшении вертикальных и горизонтальных деформаций покрытия, земляного полотна и грунтов основания, существенно снижающие ширину раскрытия продольных и поперечных трещин, просадки и волны на покрытии дорожной одежды.

Указанный технический результат достигается тем, что в автомобильной дороге на многолетнемерзлых грунтах при неоднородности грунтов по ширине основания, содержащей земляное полотно с размещением геосинтетического материала, особенностью является то, что в откосной части земляного полотна со стороны основания с прослоями из мерзлого грунта сформирован грунтовый упорный валик из минерального непучинистого грунта, окаймленный армирующим геосинтетическим материалом, размещенным в подоткосной части основания автомобильной дороги и части откоса земляного полотна в виде полуобоймы в прочном льдогрунтовом массиве, образованном в результате действия термостабилизаторов, погружаемых до отметки кровли многолетнемерзлых грунтов 1 для закрепления армирующего геосинтетичского материала, с шагом в зависимости от теплофизических характеристик грунтов основания.

Для поднятия верхнего горизонта многолетнемерзлых грунтов, повышения прочности основания и анкеровки геосинтетического материала устанавливаются термостабилизаторы. Установка термостабилизаторов позволяет сформировать прочный льдогрунтовый массив в области развития пластических деформаций основания и насыпи земляного полотна и тем самым предотвратить потерю устойчивости откосов земляных сооружений. Схема расположения термостабилизаторов определяется расчетом в зависимости от теплофизических свойств грунтов основания, а также от расчетной среднемесячной температуры воздуха. Песок в траншее ускоряет процесс промерзания основания и обеспечивает эффективную работу термостабилзаторов. Ядро мерзлого грунта, образованное в результате действия термостабилизаторов, обеспечит не только устойчивость откоса, но и требуемое натяжение армирующего элемента, который будет сдерживать массив грунта откосной части от горизонтальных перемещений.

Выполнение на автомобильной дороге вертикального армирования откоса и подоткосного основания с формированием грунтового упорного валика в теле откоса (левой) части земляного полотна, опертой на многолетнемерзлые грунты основания, в сторону которой развиваются критические деформации, и установка термостабилизаторов позволяют достичь поставленной задачи.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена автомобильная дорога в поперечном разрезе.

Автомобильная дорога на многолетнемерзлых грунтах при неоднородности грунтов по ширине основания земляного полотна содержит дорожную конструкцию, основание 8 которой сложено талыми водонасыщенными песчаными и глинистыми грунтами с прослойками торфа и многолетнемерзлым торфом 7.

Для армирования автомобильной дороги в продольной траншее 9 в многолетнемерзлом основании 7 земляного полотна 5 вертикально расположен армирующий геосинтетический материал (полотно) 4. В откосной части 2 земляного полотна 5 устроен грунтовый упорный валик 6. Высоту h грунтового упорного валика 6 выбирают таким образом, чтобы наклон грунтового упорного валика 6 соответствовал заложению откоса 10 на существующем поперечном профиле земляного полотна 5. При этом геометрические параметры и жесткость грунтового упорного валика 6 определяют путем расчета.

Грунтовый упорный валик 6, расположенный в откосной части 2 земляного полотна 5, пересекает поверхности скольжения и не позволит развиваться деформациям в сторону откоса 10. Фиксирование грунтового упорного валика 6 от горизонтальных перемещений выполнено армирующим геосинтетическим материалом 4. Силы трения, возникающие по боковым поверхностям, и силы смерзания на концах армирующего геосинтетического материла 4 удерживают грунтовый упорный валик 6 в проектном положении. Для образования ядра мерзлого грунта в основании земляного полотна 8 установлены термостабилизаторы 3. Такая схема армирования позволяет повысить устойчивость откоса и снизить горизонтальные и вертикальные деформации, возникающие в теле земляного полотна 5 и в основании 8 автомобильной дороги, и предотвратить дальнейшее развитие деформаций на данном участке автомобильной дороги, что приведет к увеличению межремонтных сроков.

Работы по внедрению конструктивного решения выполняются в осенне-зимний период. Выполнение работ при капитальном ремонте по укреплению откоса и подоткосного основания земляного полотна автомобильной дороги начинается с разборки существующего откоса земляного полотна 5 шириной В. Откос 10 с заложением 1:m разбирается экскаватором максимально близко к верхней бровке земляного полотна. В основании 8 экскаватором устраивают ближнюю к бровке земляного полотна продольную траншею 9. Армирующий геосинтетический материал 4 погружают в продольную траншею 9 с обочины 13 автомобильной дороги.

Заполнение продольной траншеи 9 непучинистым минеральным грунтом выполняют послойно бульдозером с уплотнением каждого слоя ручными трамбовками. Дневную поверхность продольной траншеи 9 уплотняют проходами катка на пневмоходу. Далее экскаватором разрабатывают дальнюю от бровки земляного полотна продольную траншею 9, устанавливают опалубку 11, которая позволит ограничить горизонтальные перемещения грунта грунтового упорного валика 6 при его формировании и уплотнении, а также удержать верхние кромки продольной траншей 9 в проектном положении, устраивают грунтовый упорный валик 6. Грунт грунтового упорного валика 6 уплотняется слоями, например, посредством катков на пневмоходу.

Опалубку 11 убирают и погружают армирующий геосинтетический материал 4. Свободную сторону армирующего геосинтетического материала 4 устанавливают в продольную траншею 9, обертывая грунтовый упорный валик 6. Натяжение армирующего геосинтетического материала 4 на грунтовом упорном валике 6 и в продольной траншее 9 обеспечивает фиксирование в многолетнемерзлом основании 7.

Заполнение дальней продольной траншеи 9 выполняется аналогично ближней к бровке земляного полотна. Восстановление геометрических параметров откоса 10 выполняется путем перемещения разработанного ранее грунта бульдозером с уплотнением катками на пневмоходу, с последующей планировкой. Расстановка в плане и глубина погружения термостабилизаторов 3 определяется расчетом. Доуплотнение грунтов до требуемой плотности следует производить в летний период.

Планировку откосов 2 насыпей осуществляют проходами тяжелого автогрейдера или бульдозера с откосниками и удлинителями отвала.

Автомобильная дорога на многолетнемерзлых грунтах при неоднородности грунтов по ширине основания, содержащая земляное полотно с размещением геосинтетического материала, отличающаяся тем, что в откосной части земляного полотна со стороны основания с прослоями из мерзлого грунта сформирован грунтовый упорный валик из минерального непучинистого грунта, окаймленный армирующим геосинтетическим материалом, размещенным в подоткосной части основания автомобильной дороги и части откоса земляного полотна в виде полуобоймы в прочном льдогрунтовом массиве, образованном в результате действия термостабилизаторов, погружаемых до отметки кровли многолетнемерзлых грунтов для закрепления армирующего геосинтетического материала, с шагом в зависимости от теплофизических характеристик грунтов основания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции, капитальном и текущем ремонте автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах без прекращения движения автомобильного транспорта на данных участках.

Изобретение относится к области строительства и реконструкции дорожного полотна линейных сооружений на участках поперечных водопропускных и продольных водоотводных устройств на слабых и вечномерзлых грунтах.

Изобретение относится к возведению насыпей, в том числе насыпей железных дорог. Цель изобретения - уширить основную площадку земляного полотна без нарушения целостности земляного полотна, уменьшить объем дренирующего грунта засыпки.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и предназначено для создания постоянных автомобильных дорог на слабых заболоченных основаниях. Способ сооружения плавающей насыпи включает нанесение на поверхность слабого грунтового основания жидкого слоя вспененного полимерного материала заданной ширины, на образовавшуюся поверхность которого после наступления полимеризации укладывают армирующий геосинтетический материал, затем повторяют процесс укладки слоев необходимое число раз до достижения требуемой высоты и геометрии плавающей насыпи.

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.

Изобретение относится к строительству, конкретнее к основаниям и фундаментам, и может быть использовано при возведении сооружений из армированного грунта. Армирующий элемент содержит торовые элементы из автопокрышек, с грунтовым заполнением, скрепленные между собой с помощью соединительных элементов, выполненных вырезанием из автопокрышки, уложенных в контакте друг с другом протекторами.

Изобретение относится к строительству, а именно к элементам для армирования, отделения и дренирования больших сооружений, таких как дорожные насыпи. Пластинчатый элемент для армирования, отделения и дренирования больших сооружений, таких как дорожные насыпи, содержит пластинчатый корпус, который имеет решетчатую структуру с основными тросами и поперечными тросами, растянутыми вдоль двух, по существу, взаимно перпендикулярных направлений.

Изобретение относится к области мелиоративного и водохозяйственного строительства. Цель изобретения - очистка водных объектов от донных отложений с одновременным возведением защитных дамб.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации земляных сооружений в сложных природно-климатических и инженерно-геологических условиях и может быть использовано при строительстве и реконструкции линейных сооружений на участках выветривающихся скальных грунтов, в том числе вечномерзлых (железных и автомобильных дорог, магистральных трубопроводов, плотин и дамб).

Изобретение относится к строительству железных дорог, а именно к возведению насыпей. Способ реконструкции железнодорожного пути включает нарезку уступов на откосе земляного полотна, укладку на них габионов.

Изобретение относится к области строительства, а именно к георешеткам, предназначенным для применения в качестве армирующей и разделяющей прослойки в конструкциях земляного полотна линейных транспортных и геотехнических сооружений. Способ изготовления полимерной георешетки включает перфорирование и последующее вытягивание листа из полимерного материала. Перфорационные отверстия выполняют в виде равнобедренных треугольников и располагают рядами поперек листа вдоль прямых, совпадающих с основаниями треугольных отверстий в ряду. Ряды, состоящие из одинаково ориентированных вдоль листа треугольных отверстий, располагают с заданным шагом. Треугольные отверстия каждого ряда чередуют с ориентированными в противоположную сторону треугольными отверстиями другого ряда. Вытягивание перфорированного листа осуществляют сначала вдоль, а затем поперек. Технический результат состоит в повышении прочности георешетки на разрыв за счет лучшего ориентирования полимерного материала в полосках, ребрах. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог на слабых пучинистых грунтах. Земляное сооружение на слабом основании для автомобильных дорог содержит верхний рабочий слой насыпи и тело насыпи, снабженное армирующими элементами. Верхний рабочий слой насыпи выполнен толщиной 1,1…1,2 м, а тело насыпи выполнено из чередующихся слоев насыпного непучинистого грунта и полотен металлической геосетки, по краям соединенных с объемными решетчатыми конструкциями коробчатого типа, заполненными скальным грунтом размерами камней не менее 70 мм. Технический результат состоит в повышении сопротивления и устойчивости конструкции земляного сооружения на слабом основании при сезонном деформировании под неравным воздействием сил морозного пучения и осадки при оттаивании, повышении прочности, жесткости и устойчивости конструкции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении сооружений в акватории водных объектов. Способ возведения сооружения на слабонесущих грунтах в акватории водных объектов включает устройство подушки поверх естественного основания, устройство технологических скважин сквозь слабонесущее основание. Первоначально выполняют слой подушки из песка или камня крупной фракции выше отметки уровня воды толщиной, достаточной для обеспечения работы технологических механизмов, после чего выполняют закрепление толщи слабонесущего грунта цементным раствором с предварительным размывом грунта через вертикальные технологические скважины методом струйной цементации, для чего под давлением закрепляющий раствор закачивают в толщу торфяника через вертикальные скважины, которые располагают в шахматном порядке. Удаляют излившуюся на поверхность часть закрепляющего раствора, после чего выполняют второй слой песчаной насыпи сооружения до проектных отметок. Технический результат состоит в повышении несущей способности грунта, обеспечении требуемой устойчивости сооружения, обеспечении равномерной осадки сооружения на слабонесущих грунтах основания сооружения в допустимых пределах. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх