Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к реконструкции и капитальному ремонту автомобильных дорог федерального и регионального значения. Предлагаемые решения являются развитием способа по патенту на изобретение №2538560 и потребуются при наличии обочины, укрепленной асфальтобетоном, щебнем и засевом трав, а также при выполнении уширения дорожной конструкции способами по упомянутому патенту, где после обрезки дисковой фрезой кромки покрытия на ширину не более 100 мм остается окраинная часть нижележащего (подстилающего) слоя уплотненного щебня.The invention relates to the field of road construction, in particular to the reconstruction and overhaul of highways of federal and regional significance. The proposed solutions are the development of the method according to patent for invention No. 2538560 and will be required if there is a curb reinforced with asphalt concrete, gravel and grass sowing, as well as when broadening the road structure using the methods of the aforementioned patent, where after cutting with a disk cutter, the edges of the coating are no more than 100 mm wide the marginal part of the underlying (underlying) layer of compacted gravel remains.
Целью настоящего изобретения является повышение надежности процесса вдавливания металлических шпунтовых свай при устройстве «стены в грунте» уменьшением вероятности повреждения нижней кромки сваи, достигаемой удалением перед вдавливанием свай упомянутых выше труднопреодолимых препятствий. В результате чего обеспечивается стабильность физико-механических свойств и сохранность напряженно-деформированного состояния материалов конструктивных слоев существующей дорожной одежды, снижаются затраты энергии на погружение свай, появляется возможность применения облегченных свай и сваевдавливающих машин легкой серии, повышается производительность и качество работ.The aim of the present invention is to increase the reliability of the process of indentation of metal sheet piles during the installation of the "wall in the ground" by reducing the likelihood of damage to the lower edge of the pile achieved by removing the above-mentioned insurmountable obstacles before pressing the piles. As a result, the stability of the physicomechanical properties and the preservation of the stress-strain state of the materials of the structural layers of the existing pavement are ensured, the energy costs for piling are reduced, the possibility of using lightweight piles and pile-pressing machines of the light series appears, and productivity and quality of work increase.
Поставленная цель достигается сочетанием и строгой последовательностью технологических операций, выполняемых набором существующих машин и механизмов без применения ручного труда. Предлагается применить дорожную фрезу в начале уширения дорожной конструкции для удаления с обочины уплотненного слоя щебня с одновременной непрерывной погрузкой его в кузов идущего рядом самосвала и колесный грунторез для удаления откосов слоев уплотненного щебня укрепительной полосы дорожной одежды прорезанием траншеи до песчаного подстилающего слоя. После этих операций появляется возможность и удобная чистая площадка для беспрепятственного устройства с меньшими затратами энергии «стены в грунте» из облегченных шпунтовых свай, прилегающей к боковой плоскости слоев покрытия укрепительной полосы, открытой проходом фрезы. «Стена в грунте», как и в известном способе уширения по патенту №2538560, может быть выполнена с использованием извлекаемых металлических шпунтовых свай самоходной сваевдавливающей машиной. Сооруженная по заявленному способу шпунтовая стена обеспечит выполнение всех последующих операций по разборке и устройству дорожной конструкции. Предлагаемая последовательная комбинация технологических операций позволяет надежно и дешево выполнять уширения дорожных конструкций автомобильных дорог с укрепленными обочинами.The goal is achieved by a combination and a strict sequence of technological operations performed by a set of existing machines and mechanisms without the use of manual labor. It is proposed to use a road mill at the beginning of the broadening of the road structure to remove compacted gravel from the curb while simultaneously loading it into the body of a nearby dump truck and a wheel cutter to remove slopes of compacted gravel from a reinforcing strip of road clothing by cutting a trench to a sandy underlay. After these operations, an opportunity and a convenient clean platform for an unobstructed device with less energy consumption of the “wall in the ground” from lightweight sheet piles adjacent to the lateral plane of the cover layers of the reinforcing strip open by the cutter passage appears. "Wall in the ground", as in the known method of widening according to patent No. 2538560, can be performed using recoverable metal sheet piles by a self-propelled pile-pressing machine. A sheet pile wall constructed according to the claimed method will ensure the performance of all subsequent operations for disassembling and arranging the road structure. The proposed sequential combination of technological operations allows reliable and cheap to carry out the broadening of road structures of roads with reinforced shoulders.
На фиг. 1 - график зависимости Кд-F(v); здесь Кд=Qст/Qдин; на фиг. 2 - трехмерное изображение фрагмента дорожной конструкции, которой не рекомендовалось перед уширением предварительное дополнительное покрытие и одна из сторон которой уширяется по предлагаемому способу; на фиг. 3 - вид Е на фиг. 2. на фиг. 4 - трехмерное изображение фрагмента реконструированной по предлагаемому способу дорожной конструкции без смещения оси дороги; здесь S1 - ширина существующего деятельного слоя, a S2 - величина его уширенияIn FIG. 1 is a graph of the dependence Cd-F (v); here Kd = Qst / Qdin; in FIG. 2 is a three-dimensional image of a fragment of the road structure, which was not recommended before broadening the preliminary additional coating and one of the sides of which is broadened by the proposed method; in FIG. 3 is a view E in FIG. 2. in FIG. 4 is a three-dimensional image of a fragment of a road structure reconstructed by the proposed method without shifting the axis of the road; here S1 is the width of the existing active layer, and S2 is its broadening
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ.THE METHOD IS CARRIED OUT AS FOLLOWS.
Прежде всего необходимо установить рекомендуемую скорость движения транспортных средств по участку ремонта, соответствующую значению динамического коэффициента, равного 2 (см. фиг. 1). С этой целью до начала работ по уширению дорожной конструкции для расчетного автомобиля для данной категории дороги устанавливается значение удельного давления под колесом статического и при разных скоростях от 20 до 90 км/ч динамического, строится график зависимости Кд-F(v) и определяется значение рекомендуемой скорости. Если рекомендуемая скорость окажется менее 40 км/ч, то в первую очередь необходимо устроить все слои покрытия по проекту на всей ширине существующего покрытия. После чего можно приступать к устройству «стены в грунте». Для этого сначала проходом по обочине 1, состоящей из укрепительной полосы 2, полосы 3 уплотненного щебня и полосы грунта 4, укрепленной засевом трав, в направлении движения вдоль кромки 5 (см. фиг. 2) укрепительной асфальтобетонной полосы 2 обочины 1 самоходная фрезерная машина (дорожная фреза) методом холодного фрезерования удаляет слой 6 уплотненного щебня шириной полосы 7 не менее 1,2 м. Здесь и далее под шириной полосы подразумевается след удаленного слоя на поверхности (горизонтальный размер удаленного слоя), определяющий площадь сечения. Ширина удаляемой полосы щебня не должна быть больше установленной колеи колесного грунтореза, идущего следом. Одновременно с удалением щебня торец фрезы машины обновляет боковую плоскость В полосы 2, что обеспечит далее повышение прочности соединения старого и нового асфальтобетонных покрытий. Разуплотненный щебень обочины 1 непрерывно удаляется конвейером машины в кузов самосвала, идущего спереди или сзади, в зависимости от модели фрезерной машины. За счет точности настройки положения фрезы по глубине (+/-1 мм) обеспечивается однородность состава разуплотненного материала, который транспортируется в отведенное место с целью дальнейшего использования при уширении данного участка дороги. Дно 8 слоя 6 может иметь несущественный уклон до 0,040 в сторону обочины. Затем колесный трактор, например, МТЗ-82.1, оснащенный Баровой пилой, смещенной влево от оси симметрии трактора, с одним шнеком справа от пилы, с шириной цепи 120 мм, проходом в том же направлении прорезает вдоль плоскости В траншею 9 до уровня D верха песчаного подстилающего слоя дорожной одежды 10 шириной полосы, определяемой размером цепи, удаляя откосные части 11 уплотненных слоев 12 и 13 щебня уширяемой стороны дорожной конструкции, препятствующие вдавливанию свай 14. Смесь разуплотненного щебня откосов 11 и грунта обочины 1 выносится вперед и наверх цепью и распределяется шнеком Бары по дну 8 слоя 6. В результате устраняются все труднопреодолимые препятствия погружению свай 14, сокращается рабочий ход вдавливания. Прилегающая к траншее территория не имеет препятствий, значительных неровностей и скоплений дробленого цепью материала для идущей следом без значительного временного разрыва самоходной сваевдавливающей машины. При этом не требуется больших усилий вдавливания. В целом создается необходимая рабочая площадка для устройства «Бокового упора Меркушова» в виде «стены в грунте» из металлических шпунтовых свай. Облегченная извлекаемая свая 14, заостренная снизу с плоским торцом сверху и овальной проушиной Р под крюк (см. фиг. 3), выполнена из металлического шпунтового профиля, обладающего достаточной прочностью и устойчивостью при погружении. Длина свай одинаковая в пределах ремонтируемого участка дороги, имеющего одну толщину дорожной одежды 10. Погружение извлекаемых свай 14 в тело дорожной конструкции, не оказывая вредного воздействия на дорожную одежду 10, завершается, когда верхние торцы свай 14 с проушинами Р возвышаются над уровнем покрытия 15 полосы движения 16 на минимальную высоту, достаточную для размещения захвата грузоподъемного механизма. При этом нижний конец каждой сваи за счет выверенной длины сваи оказывается в толще деятельного (рабочего) слоя 17 уплотненного грунтового основания на достаточной глубине, обеспечивающей устойчивость сваи и «стены в грунте» в целом. Машина может быть на гусеничном ходу и двигаться по обочине, после частичной разборки дорожной конструкции до уровня А дна 8 слоя 6, не повреждая дорожное покрытие. Движение машины может быть как по ходу движения транспорта, так и навстречу, при этом полоса движения 16 уширяемой стороны дороги всегда свободна для доставки расходуемых шпунтовых свай. Место вдавливания свай может быть перед машиной, сзади нее или сбоку. Сваевдавливающая техника на пневмоколесном ходу или на обрезиненных колесах может двигаться по покрытию 15 полосы движения 16 в обоих направлениях. При этом место вдавливания может быть слева и справа от машины, а расходуемые сваи могут доставляться по обочине. При вдавливании извлекаемых свай 14 колесные машины могут двигаться в обоих направлениях, оставляя траншею между колес, при этом место вдавливания свай должно быть сзади. Ориентиром на плоскости при вдавливании свай будет плоскость В, перпендикулярная плоскости дна 8, образованная при фрезеровании слоя 6, которая в дальнейшем станет плоскостью стыка старого и нового покрытия. Сооруженная свайная стена позволяет приступить автогрейдеру к удалению оставшейся части полосы щебня 3, грунта обочины 1 и откоса насыпи 18 вдоль всего сооружения на участке уширения без опасения деформации, разуплотнения и разрушения дорожной одежды 10. Глубина подготовленного корыта – до уровня С низа дорожной одежды 10, а ширина его, достаточная для создания дополнительной полосы S2 (см. фиг. 4) деятельного слоя 17 грунтового основания на расчетную величину уширения. Дополнительная полоса S2 деятельного слоя 17 рекомендуемой толщины устраивается встык с уже существующей с послойным уплотнением грунта до максимальной плотности при оптимальной влажности. Затем устраивают все конструктивные слои новой дорожной одежды 19 на дополнительной полосе 20 и обочине 21 из материалов, аналогичных материалам старой дорожной одежды по качеству, толщине и степени уплотнения, сопровождая устройство каждого слоя подсыпкой грунта на обочину земляного полотна с одновременным уплотнением всего уровня. При этом производят поэтапное, после уплотнения каждого слоя, извлечение с использованием грузоподъемного механизма сваевдавливающей машины каждой сваи 14 на величину, равную толщине данного слоя, а после уплотнения на 50% последнего слоя 22 дорожной одежды 19 все сваи извлекают полностью и перевозят на следующий участок. После чего последовательно послойно устраивают новое двухслойное покрытие из пористого 23 и плотного 24 асфальтобетона, примыкающее по плоскости В к слоям 25 и 26 старого покрытия, сопровождая устройство каждого слоя послойным устройством полосы щебня 27 и полосы грунта 28 новой обочины 21. Следом без промедления устраивают защитный слой 29 асфальтобетонного покрытия по полной ширине укрепленной поверхности со смещением или без смещения оси О дороги. Смещение оси дороги достигается профилированием асфальтобетонной смеси замыкающего защитного слоя 29 перед ее уплотнением. Завершается процесс подсыпкой и уплотнением слоев щебня 30 и грунта 31 на новой обочине 21 и обновленной обочине 32.First of all, it is necessary to establish the recommended speed of vehicles on the repair site, corresponding to the value of the dynamic coefficient equal to 2 (see Fig. 1). For this purpose, before starting work on broadening the road structure for an estimated vehicle for this road category, the specific pressure value under the static wheel and at different speeds from 20 to 90 km / h dynamic is set, a Kd-F (v) dependence is plotted and the recommended value is determined speed. If the recommended speed is less than 40 km / h, then first of all it is necessary to arrange all layers of the coating according to the project over the entire width of the existing coating. Then you can proceed to the device "wall in the ground." To do this, first by passing along the curb 1, consisting of a reinforcing strip 2, a strip 3 of compacted crushed stone and a strip of soil 4, fortified with grass sowing, in the direction of movement along the edge 5 (see Fig. 2) of the reinforcing asphalt concrete strip 2 of the curb 1 self-propelled milling machine ( road mill) by cold milling removes layer 6 of compacted gravel with a strip width of 7 at least 1.2 m. Hereinafter, strip width means the trace of the removed layer on the surface (horizontal size of the removed layer), which determines the cross-sectional area. The width of the removed strip of crushed stone should not be greater than the established track of the wheel soil cutter, which follows. Simultaneously with the removal of crushed stone, the end face of the cutter of the machine updates the lateral plane B of strip 2, which will further increase the bond strength of the old and new asphalt concrete pavements. The deconsolidated crushed stone of the curb 1 is continuously removed by the conveyor of the machine into the body of the dump truck going in front or behind, depending on the model of the milling machine. Due to the accuracy of adjusting the position of the cutter in depth (+/- 1 mm), the composition of the decompressed material is homogeneous, which is transported to a designated place for further use when broadening this section of the road. The bottom 8 of layer 6 may have a slight slope of up to 0.040 towards the curb. Then a wheeled tractor, for example, MTZ-82.1, equipped with a bar saw, shifted to the left of the axis of symmetry of the tractor, with one screw to the right of the saw, with a chain width of 120 mm, cuts along the plane B in trench 9 along the trench 9 to level D to the sandy top the undercoat layer of the pavement 10, the bandwidth determined by the size of the chain, removing the slope parts 11 of the compacted layers 12 and 13 of the crushed stone of the broadened side of the road structure, preventing the piles from being pressed in 14. The mixture of the softened crushed stone of the slopes 11 and the ground of the curb 1 is carried forward and EPX chain and distributed along the bottom of the screw 8 Bars layer 6. As a result, eliminated all formidable obstacles piling 14, reduced stroke indentation. The territory adjacent to the trench has no obstacles, significant irregularities and accumulations of material crushed by the chain for the self-propelled pile-driving machine following without a significant temporary break. It does not require large pressing forces. In general, the necessary working platform is being created for the device of the "Lateral stop of Merkushov" in the form of a "wall in the ground" of metal sheet piles. The lightweight removable pile 14, pointed at the bottom with a flat end at the top and an oval eye P under the hook (see Fig. 3), is made of a metal sheet pile profile with sufficient strength and stability when immersed. The length of the piles is the same within the repaired section of the road having the same thickness of the pavement 10. The immersion of the extracted piles 14 into the body of the pavement without harming the pavement 10 is completed when the upper ends of the piles 14 with eyelets P rise above the level of the strip 15 movement 16 to a minimum height sufficient to accommodate the grip of the lifting mechanism. At the same time, the lower end of each pile due to the verified length of the pile is in the thickness of the active (working) layer 17 of the compacted soil base at a sufficient depth that ensures the stability of the pile and the "wall in the soil" as a whole. The machine can be tracked and move along the side of the road, after partial disassembly of the road structure to level A of bottom 8 of layer 6, without damaging the road surface. The movement of the machine can be either in the direction of traffic, or towards, while the lane 16 of the broadened side of the road is always free to deliver consumable sheet piles. The place of indentation of piles can be in front of the machine, behind it or on the side. Pneumatic-driven pile-driving equipment or rubberized wheels can move along the cover 15 of the lane 16 in both directions. In this case, the indentation place can be left and right of the machine, and consumable piles can be delivered along the side of the road. When pushing the piles to be extracted 14, the wheeled vehicles can move in both directions, leaving a trench between the wheels, while the place of pushing the piles should be behind. The reference point on the plane during the indentation of the piles will be the plane B, perpendicular to the plane of the bottom 8, formed when milling the layer 6, which will subsequently become the junction plane of the old and new coatings. The constructed pile wall allows the grader to proceed with the removal of the remaining part of the crushed stone strip 3, roadside soil 1 and embankment slope 18 along the entire structure in the broadening area without fear of deformation, decompaction and destruction of the pavement 10. The depth of the prepared trough is up to level C from the bottom of the pavement 10, and its width is sufficient to create an additional strip S2 (see Fig. 4) of the active layer 17 of the soil base by the calculated value of the broadening. The additional strip S2 of the active layer 17 of the recommended thickness is arranged end-to-end with the existing one with layer-by-layer soil compaction to maximum density at optimal humidity. Then all the structural layers of the new pavement 19 are arranged on the additional strip 20 and curb 21 from materials similar to the materials of the old pavement in quality, thickness and degree of compaction, accompanying the construction of each layer by adding soil to the curb of the subgrade with simultaneous compaction of the entire level. At the same time, stage by stage, after compaction of each layer, extraction of each pile 14 using the lifting mechanism of a pile-pressing machine 14 is made equal to the thickness of this layer, and after 50% of the last layer 22 of pavement 19 is compacted, all piles are completely removed and transported to the next section. Then sequentially layered layer by layer a new two-layer coating of porous 23 and dense 24 asphalt concrete adjacent to plane B to layers 25 and 26 of the old coating, accompanying the device of each layer with a layer-by-layer arrangement of crushed stone strip 27 and soil strip 28 of the new curb 21. Next, they immediately arrange a protective asphalt concrete paving layer 29 over the full width of the reinforced surface with or without displacement of the axis O of the road. The displacement of the axis of the road is achieved by profiling the asphalt mixture of the closing protective layer 29 before compaction. The process ends with the filling and compaction of the layers of crushed stone 30 and soil 31 on the new curb 21 and the updated curb 32.
