RU2696703C1 - Способ строительства автомобильной дороги - Google Patents

Способ строительства автомобильной дороги Download PDF

Info

Publication number
RU2696703C1
RU2696703C1 RU2018120053A RU2018120053A RU2696703C1 RU 2696703 C1 RU2696703 C1 RU 2696703C1 RU 2018120053 A RU2018120053 A RU 2018120053A RU 2018120053 A RU2018120053 A RU 2018120053A RU 2696703 C1 RU2696703 C1 RU 2696703C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
road
asphalt concrete
construction
expansion joints
Prior art date
Application number
RU2018120053A
Other languages
English (en)
Inventor
Василий Кузьмич Катаров
Тиммо Александрович Гаврилов
Геннадий Николаевич Колесников
Вячеслав Александрович Карпов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет"
Priority to RU2018120053A priority Critical patent/RU2696703C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2696703C1 publication Critical patent/RU2696703C1/ru

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00—Details of pavings
    • E01C11/02—Arrangement or construction of joints; Methods of making joints; Packing for joints

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам строительства автомобильной дороги, в котором выполняют асфальтобетонный слой с деформационными швам. Расстояние между швами определяют по формуле
Figure 00000004
где: Lcr - расстояние между деформационными швами (м);
Н - толщина асфальтобетонного слоя (м);
σt - прочность асфальтобетона на растяжение (Па) при наиболее низкой температуре воздуха в регионе строительства дороги;
|Δt| - абсолютное значение наибольшего перепада температуры в сутки (°С);
k - коэффициент сцепления асфальтобетонного слоя с основанием (Н/м3);
α - коэффициент линейного температурного расширения асфальтобетона (1/°С).

Description

Изобретение по данной заявке относится к области строительства и может быть использовано в процессе проектирования и строительства автомобильных дорог в регионах, где циклы замерзания и оттаивания материала верхних слоев дорожной конструкции приводят к появлению так называемых низкотемпературных трещин, что снижает качество и уменьшает долговечность дороги.
Известны способы повышения долговечности асфальтобетонного покрытия путем использования деформационных швов, выполняющих роль температурных компенсаторов. Деформационные швы выполняют в направлении, перпендикулярном продольной оси дороги и заполняют термопластичной мастикой [Шестериков В.И. Деформационные швы в автодорожных мостах. М.: Транспорт, 1978, с. 7-9]. Однако в данных способах неэффективно используются ресурсы материалов, труда и времени на выполнение швов, поскольку расстояния между деформационными швами определяются с низкой точностью, вследствие чего расстояние между деформационными швами не соответствует совместному влиянию толщины асфальтобетонного слоя, коэффициента его сцепления с нижележащим слоем и отрицательных температур в регионе строительства дороги, что приводит к снижению качества дороги и к нерациональным затратам дорожно-строительных материалов.
Известно дорожное покрытие из фиброасфальтобетона по железобетонному основанию для федеральных и междугородных автодорог [Патент RU 157027. МПК Е01С 5/00 (2006.01). Опубликовано: 20.11.2015 Бюл. №32], состоящее из расположенных на уплотненном грунтовом основании слоя щебня толщиной 100-150 мм, песчаного слоя толщиной 50-70 мм, железобетонного слоя толщиной 200-250 мм и верхнего слоя на битумной связке толщиной 35-40 мм из фиброасфальтобетона с содержанием 9-10% волокон асбеста или древесины, с выполненной битумно-песчаной обработкой поверхности.
Однако данное дорожное покрытие [2] является экологически небезопасным, поскольку содержит волокна асбеста и недостаточно долговечным, поскольку содержит волокна древесины.
Известен способ устройства дорожного покрытия на подкладках [Патент RU 2648122. МПК Е01С 5/06 (2006.01) Е01С 11/04 (2006.01). Опубликовано: 22.03.2018. Бюл. №9], включающий укладку покрытия по подготовке из песка или из песчано-гравийной смеси, устраиваемой по грунтовому основанию (коренному грунту) или утрамбованной насыпи, и монтаж железобетонных подкладок в местах предусматриваемых температурных швов, называемых также деформационными швами.
Однако в данном способе [3] неэффективно используются ресурсы материалов, труда и времени на выполнение температурных швов, поскольку расстояния между деформационными швами определяются с низкой точностью, без учета совместного влияния толщины асфальтобетонного слоя, коэффициента его сцепления с нижележащим слоем при отрицательных температурах в регионе строительства дороги, что приводит к снижению качества дороги и к нерациональным затратам дорожно-строительных материалов. При определении расстояния между деформационными швами не учитывается влияние толщины асфальтобетонного слоя, коэффициента его сцепления с нижележащим слоем и значения отрицательных температур в регионе строительства дороги. Если расстояние между температурными швами больше необходимого при данных условиях, то в сегменте асфальтобетонного покрытия между данными швами появится низкотемпературные трещина, т.е. количество швов недостаточно и снижается качество дорожной конструкции. Если расстояние между швами меньше необходимого при тех же условиях, то в сегменте асфальтобетонного покрытия между деформационными швами низкотемпературные трещины не появляются, качество дороги не снижается, однако количество деформационных швов и подкладок в этом случае избыточно велико, что, соответственно, приводит к нерациональным затратам материалов, труда и времени на выполнение швов.
Наиболее близким аналогом предлагаемого способа строительства автомобильной дороги является способ повышения долговечности асфальтового покрытия автомобильной дороги [Патент RU 2550710. МПК Е01С 11/02 (2006.01) Е01С 5/20 (2006.01), который принят в качестве прототипа. Опубликовано: 10.05.2015. Бюл. №13], согласно которому в асфальтовом слое на расстоянии 5-10 м друг от друга фрезеруют полости, промазывают их жидким битумом и укладывают в них ленты из эластично-упругого материала с образованием деформационных швов, полости выполняют шириной 10-30 мм и длиной, равной ширине асфальтового слоя, затем по ширине дороги поверх деформационных швов накатывают рулонное покрытие толщиной 10-15 мм из того же материала.
Однако в данном способе [4] не обеспечивается повышение долговечности асфальтобетонного покрытия с деформационными швами и уменьшение затрат дорожно-строительных материалов на выполнение данных деформационных швов, компенсирующих деформации асфальтобетона при изменении его температуры. Неэффективность использования ресурсов на выполнение швов объясняется тем, что расстояние между деформационными швами не соответствует совместному влиянию толщины асфальтобетонного слоя, коэффициента его сцепления с нижележащим слоем и отрицательных температур в регионе строительства дороги, что приводит к снижению качества дороги и к нерациональным затратам дорожно-строительных материалов.
Технический результат от применения предлагаемого способа строительства автомобильной дороги заключается в повышения долговечности асфальтобетонного покрытия с деформационными швами и в уменьшении затрат дорожно-строительных материалов на выполнение деформационных швов. Данный технический результат достигается за счет того, что в используемом способе строительства автомобильной дороги деформационные швы располагают друг от друга на расстоянии Lcr, которое определяют по формуле
Figure 00000001
где: Lcr - расстояние между деформационными швами (м);
Н - толщина асфальтобетонного слоя (м);
σt - прочность асфальтобетона на растяжение (Па) при наиболее низкой отрицательной температуре воздуха в регионе строительства дороги;
|Δt| - абсолютное значение наибольшего суточного перепада температуры воздуха (°С) в регионе строительства дороги в зимний и межсезонный периоды;
k - коэффициент сцепления асфальтобетонного слоя с нижележащим слоем, учитывающий трение и адгезию (Н/м3);
α - коэффициент линейного температурного расширения асфальтобетона (1/°С).
Техническая реализация способа строительства автомобильной дороги и ее функционирование. Техническая реализация предлагаемого способа строительства автомобильной дороги включает в себя стандартные технологические операции [ГОСТ 32867-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Организация строительства. Общие требования]: проектирование, геодезические работы по подготовке участка строительства, послойное формирование дорожного полотна из сыпучих материалов, послойное уплотнение, формирование асфальтобетонного слоя с деформационными швами [1, 5], которые ориентируют перпендикулярно продольной оси дороги. Отличительный признак предлагаемого способа строительства автомобильной дороги, обеспечивающий получение заявленного технического результата, заключается в том, что расстояние Lcr между деформационными швами определяют на стадии проектирования по формуле
Figure 00000002
где: Lcr - расстояние между деформационными швами (м);
Н - толщина асфальтобетонного слоя (м), может составлять 0,10 до 0,25 м в зависимости от интенсивности движения и массы транспортных средств;
σt - прочность асфальтобетона на растяжение (Па) при наиболее низкой отрицательной температуре воздуха в регионе строительства дороги, определяется в лабораторных условиях [6];
|Δt| - абсолютное значение наибольшего суточного перепада температуры воздуха (°С) в регионе строительства дороги в зимний и межсезонный периоды, определяется по данным строительной климатологии СП 131.13330.2012 [7];
k - коэффициент сцепления асфальтобетонного слоя с нижележащим слоем, учитывающий трение и адгезию (Н/м3), определяется экспериментально с использованием результатов испытаний на сдвиг [8]. Значение данного коэффициента зависит от гранулометрических характеристик нижележащего слоя, а также технологии строительства дороги и может находиться, например, в пределах от 10 до 500 МН/м3;
α - коэффициент линейного температурного расширения асфальтобетона (1/°С), определяется экспериментально, среднее значение данного коэффициента 2,5*10-5 1/°С.
При положительной температуре асфальтобетон «размягчается», становится более пластичным, легко деформируется. Как следствие, трещины не образуются.
При отрицательных температурах асфальтобетон приобретает свойства хрупкого материала, в котором при низких температурах появляются так называемые низкотемпературные трещины. Уменьшить вероятность появления низкотемпературных трещин позволяют деформационные швы, которые выполняют перпендикулярно продольной оси дороги.
Получение заявленного технического результата достигается за счет того, что в предлагаемом способе строительства автомобильной дороги учитывается совместное влияние на данный результат комплекса перечисленных выше параметров верхнего слоя автомобильной дороги, к которым отнесены: толщина асфальтобетонного слоя, прочность асфальтобетона, наибольший суточный перепад температуры воздуха в регионе строительства дороги по данным строительной климатологии в зимний и межсезонный периоды, коэффициент сцепления асфальтобетонного слоя с нижележащим слоем, учитывающий трение и адгезию, коэффициент линейного температурного расширения.
Как следствие, повышается эффективность использования ресурсов на выполнение швов за счет того, что расстояние между деформационными швами соответствует совместному влиянию толщины асфальтобетонного слоя, коэффициента его сцепления с нижележащим слоем и отрицательных температур в регионе строительства дороги. При этом обеспечивается повышение качества дороги и уменьшаются затраты дорожно-строительных материалов на выполнение деформационных швов, т.е. швов, компенсирующих влияние температурных деформаций асфальтобетонного покрытия.
Если расстояние между деформационными швами меньше, чем в предлагаемом способе, то новых низкотемпературных трещин при снижении температуры не появится, однако количество деформационных швов на 1 км автомобильной дороги увеличится, т.е. количество деформационных швов будет избыточно велико, что приведет к росту затрат на выполнение данных швов.
Если расстояние между деформационными швами будет больше, чем в предлагаемом способе, то при снижении температуры появятся новые трещины на участке дороги между деформационными швами. В этом случае количество деформационных швов на 1 км автомобильной дороги уменьшится, однако снизится качество верхнего слоя дорожной одежды, что приведет к ускоренной деградации данного слоя и к росту затрат на ремонт дороги.
Библиография
1. Шестериков В.И. Деформационные швы в автодорожных мостах. М.: Транспорт, 1978. - 151 с.
2. Дорожное покрытие из фиброасфальтобетона по железобетонному основанию для федеральных и междугородных автодорог. Патент RU 157027. МПК Е01С 5/00 (2006.01). Опубликовано: 20.11.2015. Бюл. №32.
3. Способ устройства дорожного покрытия на подкладках. Патент RU 2648122. МПК Е01С 5/06 (2006.01) Е01С 11/04 (2006.01). Опубликовано: 22.03.2018. Бюл. №9.
4. Способ повышения долговечности асфальтового покрытия автомобильной дороги. Патент RU 2550710. МПК Е01С 11/02 (2006.01) Е01С 5/20 (2006.01). Опубликовано: 10.05.2015. Бюл. №13.
5. ГОСТ 32867-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Организация строительства. Общие требования.
6. Сиротюк В.В., Левашов Г.М. Об определении предела прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2011. №22. С. 23-26.
7. СП 131.13330.2012 Строительная климатология Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменением №2)
8. Бондарь И.С.Сдвиговые испытания связных грунтов при различных траекториях нагружения // Инженерно-строительный журнал. 2012. №7 (33). С. 50-57

Claims (8)

  1. Способ строительства автомобильной дороги, включающий проектирование, геодезические работы по подготовке участка строительства, послойное формирование дорожного полотна из сыпучих материалов, послойное уплотнение, формирование асфальтобетонного слоя с деформационными швами, отличающийся тем, что деформационные швы располагают друг от друга на расстоянии Lcr, которое определяют по формуле
  2. Figure 00000003
    ,
  3. где: Lcr - расстояние между деформационными швами (м);
  4. H - толщина асфальтобетонного слоя (м);
  5. σt - прочность асфальтобетона на растяжение (Па) при наиболее низкой отрицательной температуре воздуха в регионе строительства дороги;
  6. |Δt| - абсолютное значение наибольшего суточного перепада температуры воздуха (°C) в регионе строительства дороги в зимний и межсезонный периоды;
  7. k - коэффициент сцепления асфальтобетонного слоя с нижележащим слоем, учитывающий трение и адгезию (Н/м3);
  8. α - коэффициент линейного температурного расширения асфальтобетона (1/°C).
RU2018120053A 2018-05-30 2018-05-30 Способ строительства автомобильной дороги RU2696703C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120053A RU2696703C1 (ru) 2018-05-30 2018-05-30 Способ строительства автомобильной дороги

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120053A RU2696703C1 (ru) 2018-05-30 2018-05-30 Способ строительства автомобильной дороги

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696703C1 true RU2696703C1 (ru) 2019-08-05

Family

ID=67587118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120053A RU2696703C1 (ru) 2018-05-30 2018-05-30 Способ строительства автомобильной дороги

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696703C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111950097A (zh) * 2020-07-23 2020-11-17 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种膨胀缝的设计方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5024554A (en) * 1990-02-22 1991-06-18 Koch Materials Company Bridge joint construction
RU2463271C1 (ru) * 2011-03-29 2012-10-10 Валерий Леонидович Николаенко Бетонная смесь
RU2550710C1 (ru) * 2014-01-09 2015-05-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ повышения долговечности асфальтового покрытия автомобильной дороги

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5024554A (en) * 1990-02-22 1991-06-18 Koch Materials Company Bridge joint construction
RU2463271C1 (ru) * 2011-03-29 2012-10-10 Валерий Леонидович Николаенко Бетонная смесь
RU2550710C1 (ru) * 2014-01-09 2015-05-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ повышения долговечности асфальтового покрытия автомобильной дороги

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Тригони В.Е., Лещицкая Т.П., Юрченко А.И., Повышение долговечности асфальтобетонных слоев усиления при реконструкции аэродромов, Москва, Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технический университет).1998, раздел 4 таблица 4.1. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111950097A (zh) * 2020-07-23 2020-11-17 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种膨胀缝的设计方法
CN111950097B (zh) * 2020-07-23 2024-03-12 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种膨胀缝的设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mohod et al. A comparative study on rigid and flexible pavement: A review
US3932051A (en) Highway construction
Chen et al. Field performance evaluations of partial-depth repairs
EP2202359A1 (en) Semi-flexible multi-layer paving
RU2696703C1 (ru) Способ строительства автомобильной дороги
Ali et al. Asphalt surface treatment practice in southeastern United States.
Çetin et al. Advanced Road Materials Highway Infrastructure and Features
Hakim et al. UK airfield pavement design using French asphalts
Ceylan et al. Evaluation of Otta Seal Surfacing for Low-Volume Roads in Iowa
Meiarashi Porous elastic road surface as urban highway noise measure
RU2550710C1 (ru) Способ повышения долговечности асфальтового покрытия автомобильной дороги
Krayushkina et al. Perspectives of usage of seamless and fiber basalt filament for construction and rehabilitation of motor roads and airfields
Jones et al. Full-depth pavement reclamation with foamed asphalt
Alwehaidah Development of precast, prestressed concrete pavement technology
Sakhapov et al. Asphalt granulate coating for roadsides
CN112359666A (zh) 降低车辆滑行阻力的道路及其铺装方法
Widyatmoko Damages of Orthotropic Bridge Deck Surfacing: Forensic Investigation, Remedial Work and Performance Monitoring
Tia et al. Evaluation of long-life concrete pavement practices for Use in florida
ZALTUOM et al. Evaluation Pavement Distresses using Pavement Condition Index
Meiarashi Porous elastic road surface as an ultimate highway noise measure
AU2021105587A4 (en) An isolating layer of large-space joint reinforced cement concrete pavement and construction method and application thereof
Elliott et al. Long life surfaces for busy roads
Kumar Design and Construction of Bituminous Pavements
Kamal et al. Comparison of CRMB test sections with conventional pavement section under the same trafficking and environmental conditions
Von Holdt et al. Methods of Reducing Joint Reflection Cracking: Field Performance Studies