RU124690U1

RU124690U1 - CONSTRUCTION OF COLLECTIVE MONOLITHIC ROAD COVERING

Info

Publication number: RU124690U1
Application number: RU2012134950/03U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Бернардович Вержбовский; Алексей Юрьевич Фролов
Original assignee: Геннадий Бернардович Вержбовский; Алексей Юрьевич Фролов
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2012-08-15
Publication date: 2013-02-10

Abstract

Конструкция сборного дорожного покрытия, включающая систему дискретно расположенных фундаментов из коротких буронабивных свай с уширением в нижней части свай, демпфирующий и дренирующий слой из смеси песка со щебнем и армированные монолитные прямоугольные или квадратные дорожные плиты, отличающаяся тем, что оголовки свай входят в монолитные плиты, фундаменты и плиты выполняются из композитных или полимерных материалов с углепластиковой арматурой, а на смежных боковых поверхностях плит имеются пазы и гребни, обеспечивающие совместную работу плит по длине дороги и исключающие их поперечную сдвижку относительно друг друга, причем криволинейные смежные боковые грани допускают незначительные повороты отдельных плит относительно друг друга для возможности самовыравнивания полотна и его реагирования на деформации грунтового основания.The construction of a precast road surface, including a system of discretely located foundations of short bored piles with broadening in the lower part of the piles, a damping and drainage layer of a mixture of sand and crushed stone, and reinforced monolithic rectangular or square road slabs, characterized in that the pile heads enter into monolithic slabs, foundations and slabs are made of composite or polymeric materials with carbon fiber reinforcement, and on adjacent lateral surfaces of the slabs there are grooves and ridges providing joint work plates along the length of the road and the transverse shift of precluding them relative to each other, wherein the curved side faces adjacent individual plates allow slight rotations relative to one another to allow self-leveling blade and its response to the deformation of the subgrade.

Description

Изобретение относится к области дорожного строительства, преимущественно к конструкциям сборных дорожных покрытий автомобильных дорог, аэродромных полос и подъездов к ним, автостоянок и других грузонапряженных, дорожных покрытий.The invention relates to the field of road construction, mainly to the designs of prefabricated road surfaces of roads, airfield strips and their entrances, car parks and other heavily loaded, road surfaces.

Известны различные способы строительства сборных дорожных покрытий, в том числе способ строительства сборного дорожного покрытия путем соединения железобетонных плит, содержащих непрерывно замкнутую предварительно напряженную продольную и поперечную прядевую арматуру, навитую в виде пучков по периметру и краям плиты на внутренние анкеры (см., например, авторское свидетельство СССР 1813823, кл. Е01С 5/10, 1989 г.). Соединение плит между собой с образованием сплошного дорожного покрытия осуществляют в известном способе путем дополнительного соединения внутренних анкеров с помощью болтов с гайками и шайбами, что позволяет избежать операции сварки при монтаже покрытия.There are various methods of building prefabricated pavements, including a method of building a prefabricated pavement by connecting reinforced concrete slabs containing continuously closed prestressed longitudinal and transverse strand reinforcement, wound in the form of beams around the perimeter and edges of the slab on the internal anchors (see, for example, USSR author's certificate 1813823, class E01C 5/10, 1989). The connection of the plates with each other with the formation of a continuous road surface is carried out in a known manner by additionally connecting the internal anchors with bolts with nuts and washers, which avoids the welding operation during installation of the coating.

Однако сложность конструктивного исполнения известного покрытия, а также недостаточная прочность и надежность соединения лишь с помощью болтов большеразмерных плит между собой снижает эффективность применения известного способа.However, the complexity of the design of the known coating, as well as insufficient strength and reliability of the connection only with the help of bolts of large-sized plates to each other reduces the effectiveness of the application of the known method.

В другой известной конструкции плиты для сборного дорожного покрытия изготавливают непосредственно на строительной площадке, для чего в бортовую опалубку укладывают цементобетонную смесь, а после уплотнения в нее втапливают металлические анкерные элементы с последующей укладкой на поверхность затвердевшего бетонного слоя горячего литого асфальта, причем после формования каждой плиты на нее укладывают разделительную прослойку, а образование сплошного покрытия осуществляют путем формования каждой последующей плиты на разделительной прослойке нижележащей плиты (см., например, авторское свидетельство СССР 1700124, кл. Е01С 5/06, 1989 г.).In another known construction, slabs for prefabricated paving are made directly at the construction site, for which cement-concrete mixture is placed in the side formwork, and after compaction, metal anchor elements are embedded in it, followed by laying on the surface of the hardened concrete layer of hot cast asphalt, and after forming each plate a separation layer is laid on it, and the formation of a continuous coating is carried out by molding each subsequent plate on a separation th interlayer underlying plate (see., eg, inventor's certificate of the USSR 1700124, cl. E01S 5/06, 1989).

Известное решение позволяет исключить использование пара для тепловлажностной обработки пакета плит за счет прогрева цементобетонной смеси теплом горячего при укладке асфальтобетона, снизить образование микротрещин в цементобетоне под слоем литого асфальта. Однако такое решение при своем осуществлении требует больших затрат времени, а получаемое при этом сборное дорожное покрытие характеризуется большим количеством швов (стыков) между плитами, что в некоторой степени ухудшает ровность покрытий.The known solution allows to exclude the use of steam for heat and moisture treatment of the package of plates due to the heating of the cement concrete mixture with hot heat when laying asphalt concrete, to reduce the formation of microcracks in cement concrete under a layer of cast asphalt. However, such a solution in its implementation is time consuming, and the resulting paved road surface is characterized by a large number of seams (joints) between the plates, which to some extent worsens the evenness of the coatings.

Наиболее близкими к предлагаемой конструкции сборного дорожного покрытия является конструктивное решение сборного дорожного покрытия, приведенное в книге Могилевича В.М. и др. Сборные покрытия автомобильных дорог. (М.: ВШ, 1972 г., с.59-71).Closest to the proposed design of the precast road pavement is the constructive solution of the precast road pavement given in the book of V. Mogilevich and others. Prefabricated road surfaces. (M .: VSH, 1972, p. 59-71).

Известная конструкция включает земляное, песчаное или другое основание, скрепленные друг с другом предварительно напряженные железобетонные прямоугольные или квадратные плиты, швы, заполненные герметичным материалом, и мягкое верхнее покрытие бетонных плит из асфальта или литого асфальтобетона. При монтаже такой конструкции покрытия производят укладку предварительно напряженных железобетонных плит на подготовленное основание, последующее соединение плит друг с другом напрягаемой стальной арматурой, пропускаемой внутри плит через сквозные пустоты - каналы, и укладку на соединенные между собой бетонные плиты асфальта или асфальтобетона.The known construction includes an earthen, sand or other base, pre-stressed rectangular or square reinforced concrete slabs bonded to each other, seams filled with airtight material, and a soft top coating of concrete slabs made of asphalt or cast asphalt. When installing such a coating design, prestressed concrete slabs are laid on a prepared foundation, then the slabs are connected to each other by prestressed steel reinforcement, passed through the slots through the through voids - channels, and laid on interconnected concrete slabs of asphalt or asphalt concrete.

При осуществлении известного технического решения производят соединение друг с другом ненапряженных бетонных и железобетонных плит небольших размеров, для чего через предусмотренные в плитах каналы протягивают сквозную арматуру с последующим ее натяжением и инъецированием сквозных каналов высокопрочным цементным раствором. Получаемые при этом дорожные покрытия отличаются повышенной прочностью и, прежде всего, трещиностойкостью, так как бетон плит в таком покрытии работает своим полным сечением. Благодаря этому и толщина бетонных плит может быть существенно меньшей, что позволяет заметно сократить расход бетона на их изготовление.When implementing the known technical solution, small-sized concrete and reinforced concrete slabs are connected to each other, for which through fittings are provided through the channels provided in the slabs, through tensioning is followed by its tension and injection of through channels with high-strength cement mortar. The resulting road surfaces are characterized by increased strength and, above all, fracture toughness, since the concrete slabs in such a coating work with their full cross section. Due to this, the thickness of concrete slabs can be significantly smaller, which can significantly reduce the consumption of concrete for their manufacture.

Однако излишняя жесткость известного сборного дорожного ' покрытия, особенно сказывающаяся при знакопеременных все возрастающих подвижных нагрузках, приводит к постепенному разрушению покрытия, а сам монтаж покрытия, включая протягивание канатов сквозь длинномерную (при укладке и одновременном стягивании штатного пакета длиной, например, более 20 м) конструкцию дорожного покрытия, связан с большими сложностями.However, the excessive rigidity of the well-known precast road pavement, which is especially noticeable with alternating ever-increasing mobile loads, leads to a gradual destruction of the pavement, and the installation of the pavement itself, including pulling the ropes through a long one (when laying and at the same time pulling together a standard package with a length of, for example, more than 20 m) pavement construction is associated with great difficulties.

Цель предлагаемого технического решения - повышение эксплуатационных характеристик и долговечности дорожного покрытия, ускорение строительных работ, минимизации объемов и материалоемкости работ по основанию дорожного покрытия при одновременном снижении его стоимости.The purpose of the proposed technical solution is to increase the operational characteristics and durability of the pavement, accelerate construction work, minimize the volume and material consumption of works on the basis of the pavement while reducing its cost.

Поставленная цель достигается тем, что конструкция сборно-монолитного дорожного покрытия, включающая дискретно расположенные фундаменты из коротких буронабивных свай с уширением в нижней части свай, уложенные на грунтовое основание демпфирующий и дренирующий слои из смеси песка со щебнем и монолитные армированные прямоугольные дорожные плит с включением в них оголовков свай, скрепление плит осуществляется за счет специальной формы их смежных торцов, обеспечивая податливое соединение плит друг с другом, причем и фундаменты и плиты выполняются из композитных или полимерных материалов.This goal is achieved in that the construction of a precast-monolithic pavement, including discretely located foundations of short bored piles with broadening in the lower part of the piles, damping and drainage layers made of a mixture of sand with crushed stone and monolithic reinforced rectangular road plates with inclusion in of pile heads, bonding of the plates is carried out due to the special shape of their adjacent ends, providing a flexible connection of the plates to each other, and both the foundations and the plates olnyayutsya composite or polymer materials.

Заявляемое решение обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик и долговечности дорожного покрытия, ускорение строительства дорог при минимизации объемов выполняемых работ.The claimed solution provides improved performance and durability of the road surface, accelerated road construction while minimizing the volume of work performed.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в следующем. Благодаря устройству мелкозаглубленных фундаментов из коротких буронабивных свай с уширением обеспечивается возможность выравнивания давления на грунт от транспортных средств, что повышает эксплуатационные характеристики дорожного полотна и срок его службы. Применение композитных материалов с характеристиками прочности, износо- и морозостойкости не ниже аналогичных показателей бетона, используемого при строительстве взлетно-посадочных полос аэродромов, существенно снижает стоимость дорожного полотна, а соединение плит друг с другом, допускающее поворот плит на небольшой угол, приводит к самовыравниванию дорожного полотна в случае сезонного морозного пучения или осадок грунтового основания.The essence of the proposed technical solution is as follows. Thanks to the installation of shallow foundations from short bored piles with broadening, it is possible to equalize ground pressure from vehicles, which increases the operational characteristics of the roadway and its service life. The use of composite materials with the characteristics of strength, wear and frost resistance not lower than those of concrete used in the construction of runways of airfields, significantly reduces the cost of the roadway, and the connection of the plates with each other, allowing the plates to rotate at a small angle, leads to self-alignment of the road canvases in case of seasonal frost heaving or precipitation of a soil base.

Заявляемое решение может быть использовано при возведении дорог в районах с различными грунтовыми условиями.The claimed solution can be used in the construction of roads in areas with different soil conditions.

Конструкция сборного дорожного покрытия приведена на фиг.1-3. На фиг.1 показан принципиальный вид монолитного фундамента; на фиг.2 - вид дорожной плиты и ее отдельных частей; на фиг.3 - конструкция дороги в сборе.The design of the precast pavement is shown in figures 1-3. Figure 1 shows a principal view of a monolithic foundation; figure 2 is a view of a road slab and its individual parts; figure 3 - construction of the road assembly.

Заявляемая конструкция сборного дорожного покрытия в зависимости от свойств грунтового основания может быть реализована следующим образом. В случае грунтов нормальной прочности на них после срезки растительного слоя устраивают дренирующую подушку из смеси песка со щебнем, внутри которой равномерно в прямоугольном или шахматном порядке располагают монолитные фундаменты (поз.1) так, чтобы верхняя часть фундамента выступала над поверхностью подушки. При строительстве дороги на слабых грунтах аналогичная сетка фундаментов организуется в виде коротких буронабивных свай с уширением в нижней части и устройством выступающего из земли оголовка сваи. В последнем случае оголовок сваи должен возвышаться над поверхностью грунтового основания минимум на 25 см для обеспечения возможности устройства дренирующей подушки. Далее прямо на месте строительства производится заливка монолитных дорожных плит прямоугольной или квадратной форм (поз.2). Плиты выполняются из композитных или полимерных материалов, время набора прочности которых в несколько раз меньше аналогичного показателя монолитного бетона, что ускоряет процесс строительства. Для повышения прочности плит они армируются двумя сетками из углепластиковой арматуры. Конструкция опалубки предусматривает организацию пазов (поз.3) и гребней (поз.4) на смежных боковых гранях, обеспечивающих совместную работу плит по длине дороги и исключающих их поперечную сдвижку друг относительно друга. Криволинейные смежные боковые грани (поз.5) допускают незначительные повороты отдельных плит друг относительно друга для возможности самовыравнивания полотна и его реагирования на деформации грунтового основания, а выступающие оголовки фундаментов входят в монолитную плиту, обеспечивая выравнивание давления дорожного полотна на подстилающий слой.The inventive design of a precast road surface depending on the properties of the soil base can be implemented as follows. In the case of soils of normal strength, after cutting the plant layer, a drainage pillow is made of a mixture of sand with crushed stone, inside of which monolithic foundations (item 1) are evenly placed in a rectangular or checkerboard pattern so that the upper part of the foundation protrudes above the surface of the pillow. When building a road on soft soils, a similar grid of foundations is organized in the form of short bored piles with a broadening in the lower part and a pile head protruding from the ground. In the latter case, the pile head should rise at least 25 cm above the surface of the soil base to enable the device to be drained. Then, right at the construction site, monolithic road slabs of rectangular or square shape are filled (pos. 2). Slabs are made of composite or polymeric materials, the curing time of which is several times shorter than that of monolithic concrete, which speeds up the construction process. To increase the strength of the plates, they are reinforced with two nets of carbon fiber reinforcement. The design of the formwork provides for the organization of grooves (pos. 3) and ridges (pos. 4) on adjacent side faces that ensure the joint operation of the plates along the length of the road and exclude their lateral shift relative to each other. Curved adjacent lateral faces (pos. 5) allow slight turns of individual plates relative to each other for the possibility of self-alignment of the road and its response to deformation of the soil base, and the protruding heads of the foundations are included in the monolithic plate, ensuring equalization of the pressure of the road surface on the underlying layer.

Достоинствами предлагаемого изобретения являются:The advantages of the invention are:

- ускорение строительства автомобильных дорог, аэродромных полос, площадок и других покрытий;- acceleration of the construction of roads, airfield strips, sites and other coatings;

- возможность круглогодичного изготовления плит и строительства сборных дорожных покрытий;- the possibility of year-round manufacturing of slabs and the construction of prefabricated pavings;

- эффективное строительство высококачественных дорожных покрытий на слабых грунтах;- effective construction of high-quality pavings on soft soils;

- открытие движения сразу же после завершения строительства покрытия;- the opening of traffic immediately after completion of the construction of the pavement;

- сокращение трудоемкости работ;- reducing the complexity of the work;

- использование дешевых строительных материалов;- the use of cheap building materials;

- возможность применения механизации и индустриализации работ по строительству сборных дорожных покрытий.- the possibility of using mechanization and industrialization of the construction of prefabricated road surfaces.

Claims

The construction of a precast road surface, including a system of discretely located foundations of short bored piles with broadening in the lower part of the piles, a damping and drainage layer of a mixture of sand and crushed stone, and reinforced monolithic rectangular or square road slabs, characterized in that the pile heads enter into monolithic slabs, foundations and slabs are made of composite or polymeric materials with carbon fiber reinforcement, and on adjacent lateral surfaces of the slabs there are grooves and ridges providing joint work plates along the length of the road and the transverse shift of precluding them relative to each other, wherein the curved side faces adjacent individual plates allow slight rotations relative to one another to allow self-leveling blade and its response to the deformation of the subgrade.