RU2317365C1 - Road base structure - Google Patents

Road base structure Download PDF

Info

Publication number
RU2317365C1
RU2317365C1 RU2006119818/03A RU2006119818A RU2317365C1 RU 2317365 C1 RU2317365 C1 RU 2317365C1 RU 2006119818/03 A RU2006119818/03 A RU 2006119818/03A RU 2006119818 A RU2006119818 A RU 2006119818A RU 2317365 C1 RU2317365 C1 RU 2317365C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
granular material
shell
road base
hardening composition
layer
Prior art date
Application number
RU2006119818/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Нестерович Высоцкий
Николай Анатольевич Волков
Сергей Георгиевич Фурсов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Дорожный научно-исследовательский институт "Союздорнии" - ОАО "Союздорнии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Дорожный научно-исследовательский институт "Союздорнии" - ОАО "Союздорнии" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Дорожный научно-исследовательский институт "Союздорнии" - ОАО "Союздорнии"
Priority to RU2006119818/03A priority Critical patent/RU2317365C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2317365C1 publication Critical patent/RU2317365C1/en

Links

Landscapes

  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

FIELD: transport construction, particularly to build motor roads and aerodromes.
SUBSTANCE: road base includes compacted ground enclosed with shell including ground consolidated with binding material. The compacted ground is granular material. The shell is made by said granular material consolidation. The granular material is consolidated by hardening composition pressing in said granular material. The hardening composition has heat-conductivity coefficient less than that of granular material. H2/(H1+H3)-1≥2D, where H1 is upper shell layer thickness, cm; H2 non-consolidated granular material layer thickness, cm; H3 is lower shell layer thickness, cm; D is maximal size of the largest granular material particle, cm.
EFFECT: increased paving load-bearing capability and service life in difficult operational conditions.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного строительства и может быть использовано при устройстве автомобильных дорог и аэродромов.The invention relates to the field of transport construction and can be used in the construction of roads and airfields.

Известна дорожная конструкция, в которой конструктивный слой выполнен в виде гибкой обоймы из полиэтиленовой пленки с размещенным в ней грунтом (Гречищев С.Е., Казарновский В.Д., Пшеничникова Е.С. Проблемы использования мерзло-комковатых грунтов, сохраняемых в мерзлом состоянии в насыпях в зоне вечной мерзлоты // Проектирование, строительство, эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов. - М., 2001. - (Тр/СоюздорНИИ; Вып.200).There is a known road construction in which the structural layer is made in the form of a flexible holder made of a polyethylene film with soil placed in it (Grechishchev S.E., Kazarnovsky V.D., Pshenichnikova E.S. Problems of using frozen-lumpy soils stored in the frozen state in embankments in the permafrost zone // Design, construction, operation of roads and airfields. - M., 2001. - (Tr / SoyuzdorNII; Issue.200).

Недостатком конструктивного слоя является его низкая несущая способность, которая из-за недостаточной прочности обоймы не может предотвратить образования и развития остаточных деформаций в грунте от воздействия транспортных нагрузок.The disadvantage of the structural layer is its low bearing capacity, which, due to the insufficient strength of the cage, cannot prevent the formation and development of residual deformations in the soil from the effects of transport loads.

Кроме этого, гибкая обойма из полиэтиленовой пленки, вследствие ее старения, не может обеспечить долговременной работы конструктивного слоя.In addition, a flexible clip of a plastic film, due to its aging, cannot provide long-term operation of the structural layer.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является конструкция дорожного основания, включающая уплотненный грунт, размещенный в оболочке из грунта, укрепленного вяжущим (Авторское свидетельство СССР №601343. «Основание дорожного и аэродромного покрытия». Кл. Е01С 3/04, 25.04.78 г.).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed technical solution is the construction of the road base, including compacted soil, placed in a casing made of soil reinforced with a binder (USSR Author's Certificate No. 601343. "Foundation of the road and airfield pavement." Cl. E01C 3/04 , 04.25.78 g.).

Указанной конструкции свойственны те же недостатки, что и предыдущему конструктивному слою, а именно недостаточная несущая способность и долговечность.The specified design is characterized by the same disadvantages as the previous structural layer, namely, insufficient bearing capacity and durability.

Так, в случае применения в качестве материала оболочки грунта, укрепленного органическим вяжущим, несущая способность конструкции не может быть обеспечена из-за несоответствия свойств укрепленного грунта условиям эксплуатации.So, if a soil shell reinforced with an organic binder is used as a material, the bearing capacity of the structure cannot be ensured due to the mismatch of the properties of the reinforced soil with the operating conditions.

Как известно, при повышенной положительной температуре воздуха и воздействии подвижной нагрузки грунт, укрепленный органическим вяжущим, резко (в несколько раз) снижает свою прочность и подвергается необратимому пластическому деформированию, что соответственно снижает несущую способность конструкции.As is known, at elevated positive air temperature and the effect of a moving load, soil reinforced with an organic binder sharply (several times) reduces its strength and undergoes irreversible plastic deformation, which accordingly reduces the structural bearing capacity.

При отрицательной температуре воздуха грунтам, укрепленным органическим вяжущим, характерно хрупкое деформирование с образованием трещин, что вызывает нарушение гидроизоляционных функций оболочки и, как следствие, приводит к снижению несущей способности размещенного в ней уплотненного грунта в результате его дополнительного увлажнения.At a negative air temperature, soils reinforced with an organic binder are characterized by brittle deformation with the formation of cracks, which causes a violation of the waterproofing functions of the shell and, as a result, reduces the bearing capacity of the compacted soil placed in it as a result of its additional moistening.

Кроме этого, наличие в уплотненном грунте «оптимальной влажности» не предотвращает его от объемного деформирования при промерзании слоя даже без нарушения гидроизоляционных функций оболочки.In addition, the presence of “optimum moisture” in the compacted soil does not prevent it from volumetric deformation during freezing of the layer even without violating the waterproofing functions of the shell.

В случае применения в качестве материала оболочки грунта, укрепленного минеральным вяжущим, недостаточная несущая способность и долговечность конструкции обусловлена неспособностью укрепленного грунта из-за его низкой прочности на растяжение при изгибе (до 1 МПа) и низкой трещиностойкости, выполнять гидроизоляционные функции.If a soil shell reinforced with a mineral binder is used as a material, the insufficient bearing capacity and durability of the structure are due to the inability of the strengthened soil due to its low tensile strength during bending (up to 1 MPa) and low crack resistance, to perform waterproofing functions.

Наконец, к недостаткам конструкции, независимо от вида укрепленного грунта оболочки, относится дискретная работа слоев конструкции, предусмотренных из материалов с различными теплофизическими свойствами, что в условиях эксплуатации конструкции способствует образованию дополнительных напряжений, из-за наличия температурно-влажностного градиента, по толщине, приводящих к снижению несущей способности и долговечности конструкции.Finally, the design flaws, regardless of the type of hardened soil of the shell, include the discrete operation of structural layers provided from materials with different thermophysical properties, which, under the operating conditions of the structure, contributes to the formation of additional stresses, due to the presence of a temperature-humidity gradient, leading to a thickness to reduce the bearing capacity and durability of the structure.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении несущей способности и долговечности конструкции дорожной одежды в сложных условиях эксплуатации.The problem to which the invention is directed, is to increase the bearing capacity and durability of the pavement structure in difficult operating conditions.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что конструкция дорожного основания, включающая уплотненный грунт, размещенный в оболочке из грунта, укрепленного вяжущим, в качестве уплотненного грунта содержит зернистый материал, а оболочка выполнена путем укрепления этого зернистого материала вдавленной твердеющей композицией с коэффициентом теплопроводности, меньшим коэффициента теплопроводности зернистого материала, при этом

Figure 00000003
The essence of the claimed invention lies in the fact that the construction of the road base, including compacted soil, placed in a shell made of soil reinforced with a binder, contains granular material as compacted soil, and the shell is made by strengthening this granular material with an indented hardening composition with a thermal conductivity coefficient lower than the coefficient thermal conductivity of the granular material, while
Figure 00000003

где H1 - толщина верхнего слоя оболочки, см;where H 1 is the thickness of the upper layer of the shell, cm;

Н2 - толщина слоя из неукрепленного зернистого материала см;H 2 - layer thickness of unreinforced granular material cm;

Н3 - толщина нижнего слоя оболочки, см;H 3 - the thickness of the lower layer of the shell, cm;

D - максимальный размер наибольшего зерна зернистого материала, см.D is the maximum size of the largest grain of granular material, see

На чертеже в поперечном разрезе представлена предлагаемая конструкция дорожного основания:The drawing in cross section shows the proposed design of the road base:

1 - земляное полотно;1 - subgrade;

2 - нижний слой оболочки дорожного основания из зернистого материала, укрепленного твердеющей композицией;2 - the lower layer of the shell of the road base of granular material, reinforced with a hardening composition;

3 - слой дорожного основания из уплотненного зернистого материала, не укрепленного твердеющей композицией;3 - a layer of a road base of compacted granular material, not reinforced with a hardening composition;

4 - верхний слой оболочки дорожного основания из зернистого материала, укрепленного твердеющей композицией;4 - the upper layer of the shell of the road base of granular material, reinforced with a hardening composition;

H1 - толщина верхнего слоя оболочки, см;H 1 is the thickness of the upper layer of the shell, cm;

Н2 - толщина слоя из неукрепленного зернистого материала, см;H 2 - layer thickness of unreinforced granular material, cm;

Н3 - толщина нижнего слоя оболочки, см.H 3 - the thickness of the lower layer of the shell, see

Наличие в конструкции основания дорожной одежды зернистого материала обеспечивает при его уплотнении создание слоя с содержанием пустотности, которая в замкнутом оболочкой объеме выполняет теплозащитные функции, направленные на уменьшение глубины промерзания нижележащих слоев и, таким образом, способствующие повышению несущей способности конструкции за счет снижения величины морозного пучения.The presence of granular material in the pavement base structure during compaction ensures the creation of a layer with a void content, which in a closed shell volume performs heat-shielding functions aimed at reducing the freezing depth of the underlying layers and, thus, increasing the load-bearing capacity of the structure by reducing frost .

Оболочка зернистого материала, укрепленного по контуру слоя твердеющей композицией путем ее вдавливания, повышает несущую способность конструкции за счет взаимного заанкеривания в объеме оболочки зернистого материала и твердеющей композиции и фиксирования уплотненного зернистого материала, размещенного внутри оболочки. В результате объемного обжатия создаются условия, ограничивающие деформирование зернистого материала под воздействием эксплуатационных нагрузок, что обеспечивает повышение несущей способности и сдвигоустойчивости конструкции.The shell of a granular material, reinforced along the contour of the layer with a hardening composition by pressing it, increases the bearing capacity of the structure due to the mutual anchoring in the volume of the shell of the granular material and the hardening composition and fixing the compacted granular material placed inside the shell. As a result of volumetric compression, conditions are created that limit the deformation of the granular material under the influence of operational loads, which ensures an increase in the bearing capacity and shear stability of the structure.

Применение твердеющей композиции с коэффициентом теплопроводности, меньшим коэффициента теплопроводности зернистого материала, обеспечивает повышение долговечности конструкции дорожного основания благодаря уменьшению температурного градиента, а следовательно, и температурных напряжений в оболочке и зернистом материале.The use of a hardening composition with a thermal conductivity coefficient lower than the thermal conductivity coefficient of the granular material provides an increase in the durability of the road base structure due to a decrease in the temperature gradient and, consequently, temperature stresses in the shell and granular material.

Наличие прослойки из зернистого материала предотвращает трещинообразование в слоях оболочки и в конструктивных слоях покрытия.The presence of a layer of granular material prevents cracking in the layers of the shell and in the structural layers of the coating.

Зависимость

Figure 00000004
характеризующая параметры конструкции дорожного основания, обеспечивает наличие между верхним и нижним слоями оболочки прослойки из зернистого материала и тем самым предотвращает образование в оболочке температурных трещин, связанных с различной величиной коэффициентов температурного линейного расширения (КЛТР) укрепленного материала оболочки и неукрепленного зернистого материала прослойки. При этом толщина прослойки из зернистого материала, равная или превышающая максимальный размер ее наибольшего зерна, гарантирует наличие между верхним и нижним слоями оболочки дискретной прослойки, выполняющей функции своеобразных подвижных катков (роликов), что и обеспечивает независимое температурное деформирование слоев дорожного основания, а следовательно, и трещиностойкость конструкции в целом.Dependence
Figure 00000004
characterizing the parameters of the construction of the road base, ensures the presence of a layer of granular material between the upper and lower layers of the shell and thereby prevents the formation of temperature cracks in the shell associated with different values of the temperature linear expansion coefficients (CTE) of the reinforced shell material and unreinforced granular layer material. Moreover, the thickness of the interlayer of granular material, equal to or greater than the maximum size of its largest grain, guarantees the presence of a discrete interlayer between the upper and lower layers of the shell, which acts as a kind of movable rollers (rollers), which ensures independent temperature deformation of the layers of the road base, and therefore and crack resistance of the structure as a whole.

В качестве твердеющей композиции для заанкеривания и фиксирования зернистого материала в объеме оболочки может быть использован, например, белитовый шлам, обладающий не только высокой прочностью, но и «заанкеривающей» способностью - набору прочности при сжатии сразу же после уплотнения до 1,2 МПа и низким коэффициентом теплопроводности (0,6-0,7) Вт (м.к.).As a hardening composition for anchoring and fixing granular material in the volume of the shell, for example, belite sludge can be used, which has not only high strength, but also an "anchoring" ability - a set of compressive strength immediately after compaction to 1.2 MPa and low coefficient of thermal conductivity (0.6-0.7) W (m.k.).

В качестве зернистого материала в конструкции дорожного основания может быть использована, например, гравийно-песчаная смесь, состоящая из скатанных зерен, отличающаяся наименьшими сдвиговыми характеристиками, обеспечивающими подвижность зернистой прослойки в период температурного деформирования слоев.As a granular material in the construction of a road base, for example, a gravel-sand mixture consisting of rolled grains, characterized by the least shear characteristics, providing mobility of the granular layer during the temperature deformation of the layers, can be used.

Предлагаемую конструкцию дорожного основания устраивают в следующей технологической последовательности.The proposed design of the road base is arranged in the following technological sequence.

По поверхности готового земляного полотна (1) на заданную ширину основания распределяют и уплотняют слой зернистого материала, по которому сначала в заданном количестве распределяют твердеющую композицию, а затем по известной технологии при помощи кулачкового или вибрационного катка вдавливают ее в зернистый материал и уплотняют круговыми проходами катка «от краев к середине», обеспечивая тем самым заанкерирование зернистого материала твердеющей композицией в объеме нижнего слоя оболочки (2). Для устройства зернистой прослойки (3) основания зернистый материал распределяют на поверхности нижнего слоя оболочки с засыпкой его боковой откосной части твердеющей композицией и последующего вдавливания ее в зернистый материал посредством круговых проходов кулачкового или вибрационного катка от краев к середине дорожного основания. Верхний слой оболочки (4) основания устраивают путем распределения по поверхности уплотненного слоя зернистого материала твердеющей композиции и последующего ее вдавливания и уплотнения катками. Строительство дорожного покрытия (5) осуществляют по известной технологии.A layer of granular material is distributed and compacted over the surface of the finished subgrade (1) to a predetermined width of the base, according to which the hardening composition is first distributed in a predetermined quantity, and then, using a known technology, using a cam or vibration roller, it is pressed into the granular material and compacted with circular passages of the roller “From the edges to the middle”, thereby ensuring the anchoring of the granular material with a hardening composition in the volume of the lower layer of the shell (2). For the device of the granular layer (3) of the base, the granular material is distributed on the surface of the lower layer of the shell with filling of its side slope with a hardening composition and then pressing it into the granular material through circular passages of a cam or vibration roller from the edges to the middle of the road base. The upper layer of the shell (4) of the base is arranged by spreading the hardening composition over the surface of the compacted layer of the granular material and then pressing and compacting it with rollers. The construction of the road surface (5) is carried out according to known technology.

Claims (3)

1. Конструкция дорожного основания, включающая уплотненный грунт, размещенный в оболочке из грунта, укрепленного вяжущим, отличающаяся тем, что она в качестве уплотненного грунта содержит зернистый материал, а оболочка выполнена путем укрепления этого зернистого материала вдавленной твердеющей композицией с коэффициентом теплопроводности, меньшим коэффициента теплопроводности зернистого материала, при этом
Figure 00000005
где H1 - толщина верхнего слоя оболочки, см; Н2 - толщина слоя из неукрепленного зернистого материала, см; Н3 - толщина нижнего слоя оболочки, см; D - максимальный размер наибольшего зерна зернистого материала, см.1. The design of the road base, including compacted soil, placed in a shell made of soil reinforced with a binder, characterized in that it contains granular material as a compacted soil, and the shell is made by strengthening this granular material with an indented hardening composition with a thermal conductivity coefficient lower than the thermal conductivity coefficient granular material, while
Figure 00000005
where H 1 is the thickness of the upper layer of the shell, cm; H 2 - layer thickness of unreinforced granular material, cm; H 3 - the thickness of the lower layer of the shell, cm; D is the maximum size of the largest grain of granular material, see 2. Конструкция дорожного основания по п.1, отличающаяся тем, что в качестве твердеющей композиции содержит белитовый шлам - отход производства глинозема.2. The construction of the road base according to claim 1, characterized in that as a hardening composition contains belitic sludge is a waste of the production of alumina. 3. Конструкция дорожного основания по п.1, отличающаяся тем, что в качестве зернистого материала содержит гравийно-песчаную смесь.3. The design of the road base according to claim 1, characterized in that as a granular material contains a gravel-sand mixture.
RU2006119818/03A 2006-06-07 2006-06-07 Road base structure RU2317365C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119818/03A RU2317365C1 (en) 2006-06-07 2006-06-07 Road base structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119818/03A RU2317365C1 (en) 2006-06-07 2006-06-07 Road base structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2317365C1 true RU2317365C1 (en) 2008-02-20

Family

ID=39267222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006119818/03A RU2317365C1 (en) 2006-06-07 2006-06-07 Road base structure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2317365C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593506C1 (en) * 2015-01-19 2016-08-10 Акционерное общество "ОргСинтезРесурс" Method of device design base and/or coating transport facility

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕЗРУК В.М. Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве. - М.: Транспорт, 1971, с.167-187. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593506C1 (en) * 2015-01-19 2016-08-10 Акционерное общество "ОргСинтезРесурс" Method of device design base and/or coating transport facility

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sadati et al. Field performance of concrete pavement incorporating recycled concrete aggregate
Saberian et al. An experimental study on the shear behaviour of recycled concrete aggregate incorporating recycled tyre waste
Consoli et al. Variables controlling strength of fibre-reinforced cemented soils
Yan et al. Laboratory investigation of the characteristics of SMA mixtures under freeze–thaw cycles
de Jesús Arrieta Baldovino et al. Effects of freeze–thaw cycles and porosity/cement index on durability, strength and capillary rise of a stabilized silty soil under optimal compaction conditions
Disfani et al. Performance evaluation of semi-flexible permeable pavements under cyclic loads
Lini Dev et al. Pond ash based controlled low strength flowable fills for geotechnical engineering applications
Zheng et al. Mix design method for permeable base of porous concrete
WO2013056215A1 (en) Geogrid reinforced compactable asphaltic concrete composite, and method of forming the composite
Soleimanbeigi et al. Evaluation of fly ash stabilization of recycled asphalt shingles for use in structural fills
Yadav et al. Geotechnical properties of rubber reinforced cemented clayey soil
De Oliveira Grouted macadam: material characterisation for pavement design
Jafarifar Shrinkage behaviour of steel-fibre-reinforced-concrete pavements
Gashi et al. A review of aggregate and asphalt mixture specific gravity measurements and their impacts on asphalt mix design properties and mix acceptance
Ding et al. Performance evaluation of recycled asphalt mixtures containing construction and demolition waste applicated as pavement base
Rudgalskiy et al. Strength indices of sand reinforced by foamed bitumen
Abbas Roller compacted concrete: Literature review
RU2317365C1 (en) Road base structure
CN212533589U (en) Anti-crack roadbed and pavement structure
Omar et al. Co-valorization of Tuff and Sandy Residues in Roads Construction
Qasrawi et al. Proportioning RCCP mixes under hot weather conditions for a specified tensile strength
Mallick et al. Characterization of coal mine overburden and assessment as mine haul road construction material
Tian et al. Design and Performance of Anticracking Asphalt‐Treated Base
Mohammed Design and evaluation of two-layer roller compacted concrete
Edeh et al. Reclaimed asphalt pavement stabilized using crushed concrete waste as highway pavement material

Legal Events

Date Code Title Description
TZ4A Amendments of patent specification
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110608