MD4160C1 - Autodrum - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la domeniul construcţiei autodrumurilor.Autodrumul include un terasament de cale (1) pregătit, pe care este aşezat primul strat (2) tasat al bazei, executat mai lat decât lăţimea îmbrăcămintei rutiere (8); nişte perne (3) în formă de benzi aşezate şi tasate în primul strat (2) al bazei, executate din prundiş sau din pietriş sau din piatră spartă sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară, şi amplasate de-a lungul autodrumului, totodată pernele (3) sunt amplasate pe acostamentele îmbrăcămintei rutiere (8) şi între acostamente cu distanţa dintre axele lor egală cu lăţimea benzilor carosabile ale îmbrăcămintei rutiere (8); nişte grinzi (4) în formă de benzi monolite din beton armat cu armătură activă longitudinală (5), amplasate pe perne (3); al doilea strat (6) tasat al bazei, aşezat pe primul strat (2) între grinzi (4), pe care este aşezat al treilea strat (7) tasat al bazei, executat din prundiş sau din pietriş sau din piatră spartă sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară la acelaşi nivel cu secţiunea superioară a grinzilor (4) şi prelucrat cu compoziţie antiadezivă, totodată primul (2) şi al doilea (6) straturi ale bazei sunt executate din argilă sau din sol argilo-nisipos sau din sol nisipo-lutos sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară; îmbrăcăminte rutieră (8) din beton armat, executată monolită întreagă în secţiune transversală cu armătură activă (9) care este amplasată transversal autodrumului şi sprijinită pe suprafaţa superioară a grinzilor (4) şi pe al treilea strat (7) al bazei; margini (10) ale autodrumului, amplasate pe acostamentele îmbrăcămintei rutiere (8), al căror strat superior (11) este executat din materiale necoezive la o înălţime nu mai mică de înălţimea îmbrăcămintei rutiere (8); nişte rosturi transversale active (12), (13), unele rosturi (12) fiind executate în grinzi (4), iar alte rosturi (13) - în îmbrăcămintea rutieră (8), şi care sunt distanţate între ele de-a lungul autodrumului şi umplute cu material hidrofug.

Description

Invenţia se referă la domeniul construcţiei autodrumurilor.

Este cunoscută construcţia îmbrăcămintei rutiere cu acoperire din beton armat monolită, care include un terasament de cale pregătit, pe care sunt aşezate straturi tasate ale bazei, pe al cărui strat superior se amenajează o acoperire monolită. De-a lungul autodrumului, pe acostamentele acestuia se amenajează margini de diferită construcţie, inclusiv construcţia marginilor cu strat superior monolit. Straturile bazei se execută din materiale obţinute din piatră - piatră spartă, prundiş, pietriş conţinând 50...75% de nisip etc., consolidate cu ciment sau cu deşeuri din industrie, care posedă proprietăţi liante. Unul sau câteva straturi ale bazei se execută din materiale care îndeplinesc funcţia de protecţie contra gerului şi sau funcţia de drenare, de exemplu, din nisip. Grosimea straturilor constructive ale bazei, precum şi grosimea acoperirii monolite se stabileşte în conformitate cu documentele de proiectare şi în funcţie de categoria autodrumului, care se determină în funcţie de intensitatea calculată a traficului, numărul de automobile pe zi, precum şi în funcţie de zona climaterică în care se efectuează construcţia şi de condiţiile geologice, hidrologice concrete. În acoperirea monolită se amenajează rosturi longitudinale şi transversale. La rosturile transversale se referă rosturile de dilatare, de comprimare, de scorojire şi cele de executare. Rosturi active se amenajează la sfârşitul schimbului de lucru sau în timpul întreruperii betonării acoperirii care durează mai mult de trei ore. Distanţa dintre rosturile de comprimare, adică lungimea plăcii de acoperire, se stabileşte conform calculului în funcţie de grosimea plăcii şi de climă. Acoperirea monolită se armează cu armătură activă longitudinală şi lungimea poate atinge 20 m. Pentru asigurarea lucrului în comun al plăcilor şi excluderea formării treptelor între plăci acestea se unesc una cu alta cu ajutorul unor pivoturi de oţel, care de asemenea asigură posibilitatea deplasării reciproce a plăcilor în cazul efectelor de temperatură. După amenajarea acoperirii rosturile se completează cu materiale şi cu componente hidrofuge de ermetizare [1].

La dezavantajele cunoscutei construcţii a autodrumului se referă următorul fapt. Un mare volum de muncă la executarea lucrărilor de construcţie este condiţionat de necesitatea executării rosturilor longitudinale şi transversale, care se execută nemijlocit în timpul betonării acoperirii prin amplasarea unor detalii speciale (bârne/scânduri din lemn), sau care se taie în betonul întărit. În afară de aceasta, pentru executarea unirii cu pivoturi a plăcilor de acoperire între ele este necesară instalarea exactă a pivoturilor şi tuburilor în plăcile alăturate, asigurând astfel posibilitatea deplasării reciproce a acestora. Înclinarea unuia dintre pivoturi va conduce la aceea că, de exemplu, în timpul schimbării temperaturii plăcile de acoperire vor începe să se deplaseze pe bază, pe sectorul pivotului înclinat în plăci vor apărea tensiuni şi deformări, care, ca rezultat, vor conduce la distrugerea acoperirii. În procesul exploatării drumului pe unele sectoare ale acestuia din anumite cauze, de exemplu, spălarea straturilor aşternute ale bazei, se produce prăbuşirea bazei, plăcile de acoperire se deplasează una faţă de cealaltă şi nodul de unire a lor cu ajutorul pivoturilor încetează să funcţioneze. Aceasta conduce la distrugerea acoperirii în zona rosturilor. De asemenea, când lungimea plăcilor este de 3,5...7 m şi la distrugerea (spălarea) materialelor, care ermetizează rosturile, pe de o parte, umiditatea ajunge în straturile bazei, ceea ce poate conduce la prăbuşirea neuniformă a acesteia cu toate urmările ce decurg, iar pe de altă parte, în timpul mersului pe un astfel de autodrum se produce efectul mersului pe „scândura cu suprafaţa ondulată, pe care se freacă rufele la spălat”.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în simplificarea procesului tehnologic şi reducerea pierderilor de timp la construirea autodrumului. Aceasta se datorează faptului că în acoperirea monolită conform invenţiei lipsesc rosturile longitudinale şi transversale, cu excepţia rosturilor active. În afară de aceasta, problemele pe care le rezolvă invenţia sunt mărirea capacităţii portante a acoperirii rutiere pe baza redistribuirii uniforme a sarcinilor de la transportul auto care circulă pe straturile bazei şi pe terasament, precum şi ameliorarea proprietăţilor de exploatare şi mărirea duratei de timp între reparaţii datorită excluderii posibilităţii de pătrundere a umezelii în straturile bazei.

Problema se soluţionează prin aceea că autodrumul include un terasament de cale pregătit, pe care este aşezat primul strat tasat al bazei, executat mai lat decât lăţimea îmbrăcămintei rutiere; nişte perne în formă de benzi aşezate şi tasate în primul strat al bazei, executate din prundiş sau din pietriş sau din piatră spartă sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară, şi amplasate de-a lungul autodrumului, totodată pernele sunt amplasate pe acostamentele îmbrăcămintei rutiere şi între acostamente cu distanţa dintre axele lor egală cu lăţimea benzilor carosabile ale îmbrăcămintei rutiere; nişte grinzi în formă de benzi monolite din beton armat cu armătură activă longitudinală, amplasate pe perne; al doilea strat tasat al bazei, aşezat pe primul strat între grinzi, pe care este aşezat al treilea strat tasat al bazei, executat din prundiş sau din pietriş sau din piatră spartă sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară la acelaşi nivel cu secţiunea superioară a grinzilor şi prelucrat cu compoziţie antiadezivă, totodată primul şi al doilea straturi ale bazei sunt executate din argilă sau din sol argilo-nisipos sau din sol nisipo-lutos sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară; îmbrăcăminte rutieră din beton armat, executată monolită întreagă în secţiune transversală cu armătură activă care este amplasată transversal autodrumului şi sprijinită pe suprafaţa superioară a grinzilor şi pe al treilea strat al bazei; margini ale autodrumului, amplasate pe acostamentele îmbrăcămintei rutiere, al căror strat superior este executat din materiale necoezive la o înălţime nu mai mică de înălţimea îmbrăcămintei rutiere; nişte rosturi transversale active, unele rosturi fiind executate în grinzi, iar alte rosturi - în îmbrăcămintea rutieră, şi care sunt distanţate între ele de-a lungul autodrumului şi umplute cu material hidrofug.

Conţinutul de particule argiloase în primul şi al doilea straturi ale bazei constituie 30…40%, iar pernele în formă de bandă sub grinzile în formă de bandă şi al treilea strat al bazei sunt executate din componente cu fracţii de 20…40 mm şi marca nu mai joasă de 400.

Executarea primului şi celui de-al doilea straturi ale bazei tasate din argilă sau din pământ argilo-nisipos sau din sol nisipo-lutos sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară dă posibilitate de a forma un fundament rezistent la apă (impermeabil), care nu este supus spălării, fiind astfel exclusă prăbuşirea neuniformă a acestuia, care ar provoca deformarea acoperirii rutiere monolite. Conţinutul de particule argiloase în primul şi al doilea straturi ale bazei mai mic de 30% complică procesul tasării straturilor, micşorează capacitatea portantă a acestora. Folosirea componentelor pentru primul şi al doilea straturi ale bazei cu un conţinut de particule argiloase mai mare de 40% va necesita o tasare mai minuţioasă pentru înlăturarea umidităţii, care poate conduce la înfoierea din cauza gerului a straturilor bazei, va limita posibilitatea folosirii materialelor de construcţie locale accesibile şi ieftine. Executarea grinzilor monolite longitudinale, care se sprijină pe pernele longitudinale, dă posibilitate de a crea suporturi - fundamente sub acoperirea monolită construită, care în secţiune transversală va funcţiona ca o grindă cu mai multe deschideri. Totodată sarcina de la transportul care circulă pe o bandă se va transmite asupra grinzilor longitudinale amplasate alături, sectorul acoperirii fiind limitat de lăţimea benzii de circulaţie, iar sarcinile de flexiune se vor micşora şi vor fi distribuite uniform pe fundament şi pe terasament. Executarea stratului al treilea al fundamentului din prundiş sau din pietriş sau din piatră spartă sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară şi acoperirea acestuia cu compoziţie antiadezivă va da posibilitate de a distribui uniform sarcina verticală pe straturile inferioare ale bazei şi va asigura posibilitatea deplasării acoperirii rutiere monolite aşezate pe suprafaţa acestuia în cazul efectelor de temperatură. În afară de aceasta, în cazul producerii posibile a efectului de înfoiere din cauza gerului a straturilor argiloase ale bazei în timpul măririi volumului aceste straturi vor completa porii/golurile dintre componentele stratului al treilea, pe care se sprijină acoperirea rutieră şi, astfel, nu vor permite deplasarea verticală a acoperirii. Amplasarea în acoperirea monolită a armăturii active transversale va asigura posibilitatea perceperii sarcinilor de flexiune de la transportul care circulă de către sectoarele acoperirii, amplasate între două grinzi longitudinale alăturate, va mări capacitatea portantă a acoperirii. În afară de aceasta, se asigură posibilitatea dilatării/comprimării transversale a acoperirii în cazul efectelor de temperatură. Executarea straturilor superioare ale marginilor din materiale necoezive la o înălţime nu mai mică decât înălţimea acoperirii rutiere asigură posibilitatea lărgirii libere a îmbrăcămintei rutiere în cazul efectelor de temperatură. Distanţarea rosturilor de executare transversale în grinzile longitudinale şi în acoperire unul faţă de celălalt în direcţie longitudinală măreşte capacitatea portantă a acoperirii, iar completarea rosturilor cu materiale impermeabile împiedică pătrunderea umidităţii în straturile acoperirii, ce ar putea conduce la înfoierea din cauza gerului a straturilor argiloase ale bazei. Folosirea pentru pernele longitudinale şi pentru stratul al treilea al bazei a materialelor cu fracţia 20…40 mm şi de marca nu mai mică de 400 asigură aşezarea normală cu uşurinţă şi tasarea acestora, precum şi rezistenţa necesară a bazei. Lipsa în acoperire a rosturilor longitudinale şi transversale, cu excepţia rosturilor active, va da posibilitate de a simplifica semnificativ procesul tehnologic şi de a spori productivitatea muncii, folosind tehnologiile şi utilajul cunoscute în construcţia rutieră. Se reduce timpul necesar pentru construirea autodrumului.

Aşadar, aplicarea invenţiei propuse dă posibilitate de a mări capacitatea portantă a acoperirii, a simplifică tehnologia şi a reduce termenele necesare pentru construirea autodrumului cu proprietăţi de exploatare îmbunătăţite. Datorită excluderii pătrunderii umidităţii în straturile bazei şi executării unor straturi din materiale argiloase se exclude prăbuşirea neuniformă a straturilor, care conduce la deformarea acoperirii rutiere. De asemenea, construcţia propusă a îmbrăcămintei rutiere asigură perceperea raţională şi redistribuirea sarcinilor pe bază şi pe terasament.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-2, care reprezintă:

- fig. 1, secţiunea transversală a autodrumului cu patru benzi de circulaţie a transportului auto;

- fig. 2, secţiunea longitudinală a autodrumului, vederea A-A din fig. 1.

Autodrumul include terasamentul de cale 1 pregătit, pe care este aşezat primul strat 2 tasat al bazei. În primul strat 2 al bazei sunt aşezate şi îndesate pernele 3 în formă de benzi, executate din prundiş sau din pietriş sau din piatră spartă sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară şi amplasate de-a lungul autodrumului. Pernele 3 în formă de bandă sunt amplasate pe marginile îmbrăcămintei rutiere şi între ele cu o distanţă între axele lor, egală cu lăţimea benzilor de transport ale îmbrăcămintei rutiere. Pe pernele 3 în formă de bandă sunt executate grinzile 4 monolite din beton armat în formă de bandă cu armătură 5 longitudinală activă. Al doilea strat 6 tasat al bazei este aşezat pe primul strat 2 între grinzile 4 în formă de bandă. Pe stratul 6 al bazei este aşezat al treilea strat 7 tasat al bazei, executat din prundiş sau din pietriş sau din piatră spartă sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară, la acelaşi nivel cu secţiunea superioară a grinzilor 4 şi prelucrat cu compoziţie antiadezivă, de exemplu, cu emulsie de bitum. Primul strat 2 şi al doilea strat 6 ale bazei sunt executate din argilă sau din pământ argilo-nisipos sau din sol nisipo-lutos sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară. Îmbrăcămintea 8 rutieră din beton armat întreagă monolită în secţiune transversală cu armătura 9 activă amplasată transversal pe autodrum se sprijină pe suprafaţa superioară a grinzilor 4 în formă de bandă şi pe al treilea strat 7 al bazei. Pe acostamentele îmbrăcămintei 8 rutiere sunt executate marginile 10 autodrumului, al căror strat 11 superior la o înălţime nu mai mică de înălţimea îmbrăcămintei 8 rutiere monolite este executat din materiale necoezive, de exemplu, din nisip, zgură, pietriş, piatră spartă etc. Autodrumul include rosturi active transversale, care sunt executate în grinzile în formă de bandă - rosturile 12 şi în îmbrăcămintea rutieră din beton armat monolită - rosturile 13. Rosturile 12 din grinzi şi rosturile 13 din îmbrăcămintea rutieră sunt distanţate între ele de-a lungul autodrumului şi sunt completate cu material hidrofug, de exemplu, cu material Penecrit, care completează toate golurile şi crăpăturile, pătrunde adânc în materialul construcţiilor îmbinate şi după întărire nu lasă apa să treacă şi asigură lucrul comun al construcţiilor din beton monolite îmbinate. Lăţimea straturilor 2, 6, 7 depăşeşte lăţimea îmbrăcămintei rutiere.

Construcţia autodrumului se efectuează în modul următor.

Se efectuează pregătirea terasamentului de cale 1 prin formarea profilului transversal şi longitudinal al autodrumului cu executarea rambleelor şi excavărilor. În funcţie de condiţiile climaterice, geologice, hidrologice, de categoria autodrumului şi de materialele folosite conform proiectului se determină înălţimea straturilor bazei, grosimea acoperirii 8 rutiere monolite, diametrul şi consumul de armătură activă. Pe terasament 1 se aşază primul strat 2 al bazei, în particular, din sol argilo-nisipos cu conţinut de particule argiloase de 30%, care se tasează minuţios până la valorile calculate. Pe acostamentele drumului şi între ele se amenajează pernele 3 în formă de benzi longitudinale şi, în particular, din piatră spartă de marca 400 şi fracţia de 30…40 mm. Pernele 3 se îndeasă şi se îngroapă în stratul 2 al bazei, ceea ce de asemenea îi măreşte densitatea. Axele pernelor 3 în formă de bandă se amplasează pe acostamentele acoperirii 5 rutiere şi cu o distanţă între ele egală cu lăţimea benzilor de transport ale acoperirii rutiere. Se instalează cofrajul şi carcasele cu armătură 5 activă longitudinală şi se efectuează betonarea grinzilor 4 în formă de benzi longitudinale. Când grinzile 4 ating rezistenţa calculată, pe primul strat 2 al bazei se aşază şi se tasează al doilea strat 6 al bazei, în particular, din sol argilo-nisipos cu conţinut de particule argiloase de 30%. Pe stratul 6 al bazei se aşază şi se tasează al treilea strat 7 al bazei la acelaşi nivel cu secţiunea superioară a grinzilor 4, în particular, din piatră spartă de marca 400 şi fracţia de 30…40 mm, care deasupra se prelucrează, în particular, cu emulsie de bitum. Se instalează cofrajul şi carcasele/reţelele cu armătura 9 activă transversală şi se efectuează betonarea acoperirii 8 de beton armat întreagă monolită. La sfârşitul schimbului de lucru sau odată cu încetarea betonării grinzilor 4 sau a acoperirii 8 se amenajează rosturile transversale, în grinzi 4 - rosturile 12, în acoperire 8 - rosturile 13. Rosturile 12 şi rosturile 13 se distanţează de-a lungul autodrumului astfel încât să nu se aranjeze într-un plan vertical. Este natural că în timpul betonării acoperirii trebuie să fie asigurat întreg complexul de lucrări, adică să fie aşezate straturile bazei şi să fie betonate grinzile 4, care au atins rezistenţa calculată. Joncţiunea armăturii 5 active longitudinale a grinzilor 4 se efectuează pe sectorul dintre rosturile active 12. Rosturile active 13 din acoperire 8, după ce au atins rezistenţa calculată, se curăţă minuţios şi se astupă cu material, în particular, cu Penecrit. Pe sectoarele de drum construite se amenajează marginile 10, al căror strat 11 superior se execută din materiale necoezive, în particular, din pietriş, ceea ce asigură posibilitatea deplasării acoperirii în direcţie transversală în cazul efectelor de temperatură. Pe acostamentele marginilor de drum pot fi construite chiuvete de scurgere (în desene nu sunt indicate). În afară de aceasta, la necesitate, pe unele sectoare ale autodrumului pot fi construite instalaţii de scurgere artificiale, de exemplu, instalarea ţevilor de drenaj perforate transversale, amenajarea stratului/straturilor bazei din materiale pentru drenaj etc. În acest caz în proiect sunt prevăzute măsuri de construire şi modul de executare a lucrărilor, al căror scop principal este prevenirea pătrunderii apei în straturile bazei care se află alături de instalaţia de scurgere. Toate lucrările privind construirea autodrumului se efectuează conform proiectului şi cerinţelor normative şi tehnice cu aplicarea tehnologiilor cunoscute şi utilizarea maşinilor şi mecanismelor cunoscute în construcţiile rutiere.

În legătură cu faptul că la construcţia autodrumului lipsesc rosturile transversale şi longitudinale, cu excepţia rosturilor active, se simplifică procesul tehnologic şi se reduce timpul necesar pentru construirea autodrumului. Întrucât acoperirea 8 se sprijină pe grinzi 4 şi este armată cu armătură 9 activă transversală, în secţiune transversală aceasta funcţionează ca o grindă cu mai multe deschideri. Se măreşte rezistenţa acoperirii la încovoiere (capacitatea portantă), ceea ce dă posibilitate de a reduce grosimea acoperirii şi, prin urmare, de a economisi betonul comercial (prefabricat) şi a reduce cheltuielile legate de transport. Deoarece betonul acoperirii se aşază încontinuu pe parcursul schimbului, uniformitatea acoperirii devine mai înaltă, ceea ce îmbunătăţeşte proprietăţile de exploatare ale autodrumului. Executarea straturilor acoperirii din pământ argilos/materiale argiloase dă posibilitate de a forma o acoperire impermeabilă (rezistentă la apă), care nu este supusă spălării şi prăbuşirilor (aşezărilor) neuniforme, are un impact benefic asupra păstrării uniformităţii şi integrităţii acoperirii. Toate acestea vor conduce la mărirea perioadei dintre reparaţii.

1. Инструкция по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог. BCH 139-80, Минтрансстрой, 1980

Claims (3)

1. Autodrum, care include un terasament de cale (1) pregătit, pe care este aşezat primul strat (2) tasat al bazei, executat mai lat decât lăţimea îmbrăcămintei rutiere (8); nişte perne (3) în formă de benzi aşezate şi tasate în primul strat (2) al bazei, executate din prundiş sau din pietriş sau din piatră spartă sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară, şi amplasate de-a lungul autodrumului, totodată pernele (3) sunt amplasate pe acostamentele îmbrăcămintei rutiere (8) şi între acostamente cu distanţa dintre axele lor egală cu lăţimea benzilor carosabile ale îmbrăcămintei rutiere (8); nişte grinzi (4) în formă de benzi monolite din beton armat cu armătură activă longitudinală (5), amplasate pe perne (3); al doilea strat (6) tasat al bazei, aşezat pe primul strat (2) între grinzi (4), pe care este aşezat al treilea strat (7) tasat al bazei, executat din prundiş sau din pietriş sau din piatră spartă sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară la acelaşi nivel cu secţiunea superioară a grinzilor (4) şi prelucrat cu compoziţie antiadezivă, totodată primul (2) şi al doilea (6) straturi ale bazei sunt executate din argilă sau din sol argilo-nisipos sau din sol nisipo-lutos sau din amestecul componentelor indicate în combinaţie arbitrară; îmbrăcăminte rutieră (8) din beton armat, executată monolită întreagă în secţiune transversală cu armătură activă (9) care este amplasată transversal autodrumului şi sprijinită pe suprafaţa superioară a grinzilor (4) şi pe al treilea strat (7) al bazei; margini (10) ale autodrumului, amplasate pe acostamentele îmbrăcămintei rutiere (8), al căror strat superior (11) este executat din materiale necoezive la o înălţime nu mai mică de înălţimea îmbrăcămintei rutiere (8); nişte rosturi transversale active (12), (13), unele rosturi (12) fiind executate în grinzi (4), iar alte rosturi (13) - în îmbrăcămintea rutieră (8), şi care sunt distanţate între ele de-a lungul autodrumului şi umplute cu material hidrofug.

2. Autodrum, conform revendicării 1, în care în primul (2) şi al doilea (6) straturi ale bazei conţinutul de particule argiloase constituie 30…40%.

3. Autodrum, conform revendicării 1, în care pernele (3) în formă de bandă sunt executate din componente cu fracţii de 20…40 mm şi marcă nu mai mică de 400.