Дорожная одежда
Полезная модель относится к дорожному строительству.
Дорожная одежда, содержит, по меньшей мере, один слой асфальтобетонного покрытия 1, и, по меньшей мере, один слой, состоящий из фрагментов 2, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом 3. Размеры фрагментов 2, образующиеся в результате дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, изменяются по высоте слоя 3 от более крупных в нижней части слоя 4 к более мелким в верхней части слоя 5. Предлагаемое устройство дорожной одежды обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики.
Илл.1
8 п. формулы.
Полезная модель относится к строительству, и может быть использована при строительстве дорог, покрытий аэродромов.
Известно устройство дорожной одежды, состоящее из верхнего асфальтобетонного слоя и нижнего слоя основания из укрепленного цементом грунта или из тощего бетона, в котором выполнена сетка сквозных поперечных трещин, расстояние между которыми принимают равным 0,5-1,2 м. (Авторское свидетельство СССР 
1164357, МКИ Е01С 5/00, 1985).
Достижению требуемого технического результата в указанном техническом решении препятствует сложность выполнения операции по образования сетки трещин, и образование отраженных трещин при эксплуатации дорожной одежды.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели (прототипом) является дорожная одежда, содержащая, по, меньшей мере, один слой асфальтобетонного покрытия, и, по меньшей мере, один слой, состоящий из фрагментов, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом (Патент России 2318947, МКИ Е01С 7/18, Е01С 3/04, 2007), причем размер фрагментов составляет 200-250 мм.
Достижению требуемого технического результата в указанном техническом решении препятствует однородность слоя, состоящего из фрагментов.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание устройства дорожной одежды, обеспечивающего необходимый срок службы при минимальных затратах.
Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели, выражается в увеличение срока службы дорожной одежды.
Для достижения вышеуказанного технического результата в дорожной одежде, содержащей, по, меньшей мере, один слой асфальтобетонного покрытия, и, по меньшей мере, один слой, состоящий из фрагментов, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, цементобетонный слой, подвергаемый дроблению, выполнен путем укладки зернистого материала, обработанного неорганическим вяжущим, а слой, состоящий из фрагментов, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, выполнен с изменяющимися по высоте размерами фрагментов от более крупных в нижней части слоя к более мелким в верхней части слоя.
В частном случае выполнения дорожной одежды размеры фрагментов нижней части слоя, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, составляют преимущественно 100-200 мм.
В частном случае выполнения дорожной одежды в нижней части слоя, образованного путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, фрагменты соприкасаются между собой, преимущественно по наклонным по отношению к поверхности дорожной одежды линиям.
В частном случае выполнения дорожной одежды линии соприкосновения фрагментов нижней части слоя, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, расположены под углом 40-50° по отношению к поверхности дорожной одежды.
В частном случае выполнения дорожной одежды слой, состоящий из фрагментов, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, выполнен высотой 18-35 см.
В частном случае выполнения дорожной одежды верхняя часть слоя, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, составляет 5-7 см, а ее гранулометрический состав соответствует песчано-гравийной смеси.
В частном случае выполнения дорожной одежды слой, состоящий из фрагментов, образован путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом с использованием низкоамплитудного высокочастотного резонансного бетонолома.
Тот факт, что в отличие от прототипа цементобетонный слой, подвергаемый дроблению, выполнен путем укладки зернистого материала, обработанного вяжущим, а не является изношенным покрытием, позволяет обеспечить выполнение данного слоя, с изменяющимися по высоте размерами фрагментов от более крупных в нижней части слоя к более мелким в верхней части слоя. Для одинаковых бетонных смесей слой, построенный недавно, будет иметь прочность на сжатие и на растяжение примерно на 35-45 процентов меньше, и модуль упругости - примерно на 20 процентов меньше, чем слой, который был построен 40 лет назад. В связи с пониженной прочностью, нагрузку можно прикладывать реже, увеличив скорость движения виброрезонансного бетонолома, а, следовательно, и скорость строительства дороги. Количество мелких зерен в самой верхней части слоя меньше чем, при дроблении старого цементобетонного покрытия, что хорошо сказывается на трещинопрерывательной способности верхнего слоя. Молодой бетон мене хрупок, а поэтому будут получаться менее остроугольные, т.е. более кубовидные фрагменты, в связи, с чем контакты между отдельностями будут иметь увеличенную площадь по сравнению со старым бетоном. Большая площадь контактов между фрагментами обеспечивает в результате больший модуль упругости слоя, т.е. большую его распределяющую способность.
Полезная модель поясняется чертежом, где изображено устройство дорожной одежды.
Дорожная одежда, содержит, по меньшей мере, один слой асфальтобетонного покрытия 1, и, по меньшей мере, один слой, состоящий из фрагментов 2, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом 3, Размеры фрагментов 2, образующиеся в результате дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, изменяются по высоте слоя 3 от более крупных в нижней части слоя 4 к более мелким в верхней части слоя 5.
Размеры фрагментов нижней части слоя 4 составляют преимущественно 100-200 мм.
В нижней части слоя 4 фрагменты 2 соприкасаются между собой, преимущественно по наклонным по отношению к поверхности дорожной одежды линиям, например, под углом 40-50° по отношению к поверхности дорожной одежды.
Слой 3 может быть выполнен высотой 18-35 см.
Верхняя часть 5 слоя 3 составляет 5-7 см, а ее гранулометрический состав соответствует песчано-гравийной смеси.
Дорожная одежда изготавливается следующим образом. Производят укладку на земляное полотно или основание зернистого материала, обработанного вяжущим, с образованием цементобетонного слоя 3. Организуют дренажную систему. Далее проводят дробление (деструктуризацию) цементобетонного слоя 3 низкоамплитудным высокочастотным резонансным бетоноломом с образованием фрагментов 2, причем размеры фрагментов 2, изменяются по высоте слоя 3 от более крупных в нижней части слоя 4 к более мелким в верхней части слоя 5. Далее производят уплотнение деструктурированного слоя и укладку, по меньшей мере, одного слоя асфальтобетонного покрытия.
Виброрезнансный бетонолом - устройство, работающее по принципу передачи резонансной (вибрационной) силы, приложенной к балке из прокованной стали к цементобетонной плите через рабочий орган. Параметры рабочего органа управляются микропроцессором. Он проводит изменение скорости колебаний и амплитуды во время каждого ударного цикла и обеспечивает изменение этих параметров для достижения необходимой степени разрушения. Деструктуризация цементобетонного покрытия выполняется автономным самоходным вибрационным бетоноломом. Машина должна обеспечивать нанесение низкоамплитудных (максимум 25 мм) ударов с силой не менее 8,9 кН по поверхности существующего цементобетонного покрытия при частоте не ниже 44 Гц. Отработка технологии виброразрушения и настройка оборудования (бетонолома) производятся на полосе покрытия шириной 3-4 м и длиной порядка 150 м. Для оценки эффективности дробления цементобетона со стороны обочины вырывается квадратная пробная выемка со стороной 1,2 м. Оцениваемые параметры: размеры дробленых фрагментов цементобетона, зерновой состав после виброразрушения слоя. При этом размеры фрагментов в нижней части разрушенного слоя могут варьироваться со средним размером 150 мм. Рекомендуемое содержание фрагментов более 350 мм менее 10%. Плиту разрушают на всю толщину. При этом разрушения в нижней части цементобетонной плиты происходят под углом 30-50° к вертикали. Основание под разрушенной плитой не повреждается. Дробление производится без существенного изменения первоначального поперечного профиля и ширины покрытия.
Характерная модель дробления - это такая структура разрушенного бетона, при которой все фрагменты, оставаясь на своих местах, обеспечивают совместное распределение нагрузки за счет контактных усилий.
Изменение технико-эксплутационных свойств дорожного покрытия путем дробления плит является одним из способов устранения отраженного трещинообразования. Уменьшение эффективной длины фрагментов у основания верхнего слоя асфальтобетона ведет к минимизации горизонтальных перемещений вследствие сезонных температурных колебаний, что в свою очередь, значительно уменьшает показатели растяжимости и деформации сдвига. При дроблении жесткая дорожная одежда переходит в категорию нежесткой. Разрушение цеметобетона производится на всю его толщину. При этом бетонная плита разделяется на фрагменты и перестает работать как единое целое. Структура разрушенного слоя имеет вид мозаики. При такой схеме разрушения фрагменты работают совместно, распределяя нагрузки по большей поверхности. Особенностью является неравномерность фрагментов дробленного цементобетона по толщине слоя. На поверхности размер фрагментов меньше и по структуре может быть отнесен к оптимально подобранным смесям по ГОСТ 25607-94. толщина этого слоя от 5 до 7 см. Слой обладает фильтрующей способностью. В нижней части фрагменты крупнее, разрушение его трещинообразное. Трещины располагаются под углом 40-50° к поверхности, сцепленные меду собой фрагменты обеспечивают хорошее распределение нагрузки по основанию.
1. Дорожная одежда, содержащая, по меньшей мере, один слой асфальтобетонного покрытия и, по меньшей мере, один слой, состоящий из фрагментов, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, отличающаяся тем, что цементобетонный слой, подвергаемый дроблению, выполнен путем укладки зернистого материала, обработанного неорганическим вяжущим, а слой, состоящий из фрагментов, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, выполнен с изменяющимися по высоте размерами фрагментов от более крупных в нижней части слоя к более мелким в верхней части слоя.
2. Дорожная одежда по п.1, отличающаяся тем, что размеры фрагментов нижней части слоя, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, составляют преимущественно 100-200 мм.
3. Дорожная одежда по п.1, отличающаяся тем, что в нижней части слоя, образованного путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, фрагменты соприкасаются между собой, преимущественно по наклонным по отношению к поверхности дорожной одежды линиям.
4. Дорожная одежда по п.3, отличающаяся тем, что линии соприкосновения фрагментов нижней части слоя, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, расположены под углом 40-50° по отношению к поверхности дорожной одежды.
5. Дорожная одежда по п.1, отличающаяся тем, что слой, состоящий из фрагментов, образованных путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, выполнен высотой 18-35 см.
6. Дорожная одежда по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть слоя, образованного путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом, составляет 5-7 см, а ее гранулометрический состав соответствует песчано-гравийной смеси.
7. Дорожная одежда по п.1, отличающаяся тем, что слой, состоящий из фрагментов, образован путем дробления цементобетонного слоя виброрезонансным методом с использованием низкоамплитудного высокочастотного резонансного бетонолома.
8. Дорожная одежда по п.1, отличающаяся тем, что фрагменты имеют кубовидную форму.
