Способ формирования слоев дорожной одежды автомобильных дорог и городских улиц

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.

 

Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог и городских улиц, в частности к способам формирования слоев дорожной одежды и повышения их эксплуатационных свойств.

Известно, что в общем случае дорожная одежда может включать в себя слои износа, верхний слой дорожного покрытия, нижний слой дорожного покрытия, основание и дополнительный слой с опорой на подстилающий грунт [1]. При этом все системы слоев как конструкции дорожных одежд принято подразделять по сопротивлению изгибу на жесткие (цементобетонные) и нежесткие. По виду исполнения слои дорожной одежды бывают из сыпучих материалов, уплотненных катками и движением транспортных средств, набирающих несущую способность в результате уплотнения и развития сил трения (расклинки), удерживающих отдельные частицы в слое; асфальтобетонных и цементобетонных смесей, образующих монолит после укладки, уплотнения и твердения; сборные цементобетонные покрытия из плит [1].

В процессе эксплуатации автомобильных дорог и городских улиц неизбежно появляются дефекты на дорожном покрытии, возникающие как под действием движения автомобилей, так и под влиянием природно-климатических факторов и исходного качества применяемых материалов и технологии исполнения дорожного покрытия.

Практика показывает, что наибольшее число проявляемых различного вида дефектов при эксплуатации дорог наблюдается на дорогах с нежесткой одеждой их слоев, т.е. на дорогах с асфальтобетонным покрытием, количество которых в стране является преобладающим по протяженности.

Так основными видами деформаций и разрушений дорожной одежды асфальтобетонных дорог являются:

- деформации и разрушения, вызванные причинами, происходящими в весенний период при оттаивании грунта земляного полотна на участках с неблагоприятными условиями водоотвода и защиты земляного полотна от температурных воздействий, а также применения некачественных материалов и их неоднородность, плохое уплотнение земляного полотна и дорожной одежды и переувлажнение земляного полотна;

- просадки нежестких дорожных одежд в виде впадин, возникающих в результате местных просадок неуплотненного грунта или слоев дорожной одежды;

- пролом - разрушения дорожной одежды в виде длинных прорезей по полосам наката колес;

- выкрашивание - разрушение дорожного покрытия за счет потери им отдельных зерен гравийного и щебеночного материала;

- трещины - деформации, обычно вызываемые резкими температурными изменениями из-за недостаточной прочности основания или покрытия;

- выбоины - углубления со сравнительно крутыми краями, образовавшиеся в результате местного разрушения материала дорожного покрытия.

Все виды деформаций и разрушений дорожного полотна в той или иной мере связаны с проявлением действия различного рода эффектов, каждый их которых имеет свою физическую природу и механизм воздействия на слои дорожной одежды.

Так как в весенний период при оттаивании грунта земляного полотна на участках с неблагоприятными условиями водоотвода сохраняется застойная вода, которая за счет капиллярного эффекта пропитывает пористую структуру основания дорожной одежды сплошь, превращая его в «полужидкость» [2] с проявлением ряда негативных последствий, т.е. резкое снижение несущей способности полотна дороги; образование пустот в структуре основания из-за произвольной миграции содержащихся в нем гранул (зерен); отслоение дорожного покрытия от основания при действии капиллярного эффекта [2] в зоне их контакта.

Это, в свою очередь, при смене температуры атмосферного воздуха от положительной до отрицательной имеющаяся вода в пустотах основания дорожной одежды замерзает, что ведет к повышению давления в них и, как следствие, трещинообразованию в дорожном покрытии с появлением далее сопутствующих дефектов, таких как впадины, проломы, выкрашивания и выбоины.

Кроме того, периодические импульсные воздействия от нагрузки колес транспортных средств на дорожное покрытие в пределах упругости создают необходимые предпосылки возникновения в псевдосжиженном слое основания дорожной одежды явления турбулентности, т.е. смещения его наполнителя за счет осуществления эффекта действия при этом подобно диафрагменного насоса.

В этом случае, повышение несущей способности асфальтобетонного покрытия путем введения в него только армирующих элементов в виде асбестовых волокон [3] или торфа льняной соломы [4] не дает должного результата, потому что входящий в него битум в узком диапазоне температур (от плюса до минуса) воздуха резко изменяет свои реологические свойства от вязкотекучего до хрупкого состояния. Следовательно, для системы слоев дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием и основанием из сыпучих материалов указанные недостатки, по сути, являются органически присущими ей и их устранение требует других системных технических решений. По предлагаемому техническому решению близкого аналога (прототипа) не выявлено.

Задача изобретения - повышение несущей способности дорожного полотна и его устойчивости к воздействию перепадов положительных и отрицательных температур.

Это 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. В другом варианте исполнения предлагаемый способ отличается тем, что верхнюю поверхность основания дорожной одежды и смежную с ней поверхность нижнего слоя дорожного покрытия разделят демпфирующим слоем из водонепроницаемого материала.

Реализация изобретения при формировании слоев дорожной одежды для достижения технического результата состоит в обеспечении основанием дорожной одежды несущей способности цементобетонного основания за счет заполнения свободного пространства между составляющими гранулами основания гидрофобной песочной массой и придания ему вида цельноупакованной структуры. А разделение верхней поверхности основания и смежной с ней поверхности нижнего слоя дорожного покрытия демпфирующим слоем из водонепроницаемого материала позволяет гасить периодические колебания, вызываемые воздействием колес транспортных средств на дорожное полотно, и обеспечивать при этом более равномерное распределение силовой нагрузки от них в слоях дорожной одежды за счет их плотного сопряжения по площади механического контакта.

Данное техническое решение дает возможность не устраивать дополнительный слой основания дорожной одежды, который может быть дренирующим, противозаливающим и морозозащитным, т.к. подобные функции в нем осуществляются автономно за счет контактной сопряженности и гидрофобности поверхности структурных составляющих основания дорожной одежды. Кроме того, использование сыпучих каменистых материалов непосредственно из карьеров с содержанием на их поверхностях лиофильных составляющих, например глины, является первопричиной проявления многих дефектов на дорожном полотне (просадки в виде врадин, пролом, выкрашивание, выбоины и др.).

Сам процесс формирования дорожной одежды начинается с выбора земляного участка (фиг. 1), на котором верхний слой (подстилающий грунт) 1 тщательно уплотняют для ее устроения. Далее устраивают основание 2 как несущую часть дорожной одежды из сыпучих (гранулированных) каменистых материалов (щебень, гравий и др.) 3 и после уплотнения, напримир катками, все его свободное пространство между составляющими частями (гранулами) заполняют песочной массой 4 с гидрофобной поверхностью, образованной в нем из осажденных частиц песка при размещении в основании гидрофобной песочной суспензии, производимой на базе таких веществ, как асидол, мылонафт, олеиновая кислота, продукты нефтеперегонки.

Затем на верхней поверхности основания дорожной одежды формируют разделительный демпфирующий слой 5 из водонепроницаемого материала, например, получаемый путем укладки эластичных тонкослойных структур (полимерная пленка, толь, рубероид) или образованный на поверхности основания из герметизирующих составов напылением, поливом и др. Завершающим звеном в формировании дорожной одежды является то, что на демпфирующий слой 5 укладывают нижний 6 и верхний 7 слои из асфальтобетонной смеси для образования дорожного покрытия с последующим уплотнением их катками.

Достоинством данного изобретения является повышение несущей способности дорожного полотна за счет избежания псевдоожижения основания дорожной одежды и его устойчивости к воздействию перепадов положительных и отрицательных температур.

Источники информации

1. Сильянов В.В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.В. Сильянов, Э.Р. Домке. - 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2009, - 352 с.

2. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. - М.: «Советская Энциклопедия», 1976. - 608 с.

3. Патент РФ на изобретение №2351561 С2, МПК С04В 26/26, C08L 95/00. - Опубл. 10.04.2009, Бюл. №10.

4. Патент РФ на изобретение №2479524 С2, МПК С04В 26/26, C08L 95/00. - Опубл. 20.04.2013, Бюл. №11.

1. Способ формирования слоев дорожной одежды автомобильных дорог и городских улиц, включающий формирование слоя основания с опорой на подстилающий грунт, верхнего и нижнего слоев дорожного покрытия и слоя износа, отличающийся тем, что все свободное пространство в слое основания дорожной одежды, сформированном из сыпучих (гранулированных) каменистых 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.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что верхнюю поверхность основания дорожной одежды и смежную с ней поверхность нижнего слоя дорожного покрытия разделяют демпфирующим слоем из водонепроницаемого материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и предназначено для покрытия скоростных трасс, аэродромов, площадок различного назначения, требующих высокой прочности покрытий, для ремонта дорожных покрытий, нанесения разметки на дорожные покрытия, а также для нанесения покрытий на поверхности, требующие уменьшения эффективности отражательной способности электромагнитного излучения.

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.

Изобретение относится к экологическому покрытию, проницаемому для воды и впитывающему воду, укладываемому на дороги, садовые участки и т.д. Проницаемое для воды и впитывающее воду покрытие образовано смесью проницаемого для воды материала и полых тел, которые по существу равномерно вмешаны и распределены в материале, причем некоторые из полых тел полностью заглублены в материал и полые тела имеют сквозные отверстия.

Изобретение относится к способу изготовления искусственного дорожного покрытия. Технический результат: повышение эффективности дренажа воды, устранение угрозы скопления воды на поверхности.

Настоящее изобретение касается способа изготовления конструкции дорожного полотна. Для обеспечения хорошего соединения между полимерной пленкой и несущим слоем на основе битума применяется адгезивный состав, который содержит по меньшей мере одну твердую эпоксидную смолу, а также твердый при комнатной температуре термопластичный полимер.
Изобретение относится к строительству автомобильных дорог, а именно к конструкции дорожного покрытия с армирующим слоем. .
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве дорожных и аэродромных покрытий повышенной надежности и устойчивости к высоким нагрузкам при эксплуатации.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве аэродромных и дорожных покрытий повышенной надежности и устойчивости к высоким нагрузкам при эксплуатации.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве дорожных и аэродромных покрытий повышенной надежности и устойчивости к высоким нагрузкам при эксплуатации.

Изобретение относится к строительству, в частности к асфальтобетонным покрытиям. .

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при усилении слабого природного основания, возведении земляного полотна железных дорог, сооружении дамб, плотин.

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.

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.

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 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.

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

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 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.

Наверх