L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
| Название | СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Преснов Олег Михайлович, Матросова Наталья Викторовна |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2780999 |
| Дата регистрации | 04.10.2022 |
| Правообладатель | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" |
| Область применения (класс МПК) | E01C 3/06 (2006.01) |
Описание изобретения
Изобретение относится к области строительства и может найти применение при сооружении дорог на вечномерзлых грунтах в их основаниях, а также с целью предохранения вечномерзлых грунтов от сезонного протаивания. Технический результат - сохранение грунта основания в мерзлом состоянии, а также обеспечение надежности и несущей способности теплоизоляционной конструкции в основании дорожного полотна. Способ возведения автомобильной дороги на вечномерзлых грунтах заключается в том, что в основании автомобильной дороги возводят теплоизоляционную конструкцию в виде полой плиты с внутренней сотовой структурой, для возведения которой используют армированные плиты из стеклопластика, нижняя и верхняя из которых снабжены продольными и поперечными пазами для установки в них плит соответствующего направления, образующих сотовую структуру и снабженных выполненными в них сквозными пазами с шириной, соответствующей толщине продольных (3) и поперечных (4) плит, и длиной, равной половине высоты плиты. Продольные плиты используют с верхним расположением указанных пазов, а поперечные плиты - с нижним расположением пазов. Отрывают траншею шириной не менее ширины дорожного полотна и с заглублением в вечномерзлый слой, укладывают нижнюю плиту (2), снабженную пазами для сборки сотовой структуры, в пазы вертикально устанавливают продольные плиты (3) с верхним расположением сквозных пазов, затем в них устанавливают поперечные плиты (4) с нижним расположением пазов. Образованные ячейки сотовой структуры заполняют теплоизоляционным насыпным материалом, в частности керамзитом, и закрывают верхней плитой, снабженной пазами, после чего отсыпают насыпь из местного грунта (7) для устройства дорожного полотна (8). 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области строительства и может найти применение при сооружении дорог на вечномерзлых грунтах в их основаниях, а также с целью предохранения вечномерзлых грунтов от сезонного протаивания.
Известно возведение насыпи на мерзлых грунтах, осуществляемое путем последовательной укладки слоев из теплоизоляции и высокольдистого грунта (Авт. свид. СССР №841418 А1, дата приоритета 14.12.1979, дата публикации 23.02.1991, авторы: А.С.Плотский и др., SU).
Недостатком данного аналога является то, что конструкция насыпи не позволяет поддерживать необходимое температурное состояние грунта. При этом она возводится, в основном, в зимнее время, и, кроме того, на процесс строительства влияют погодные условия, что приводит к снижению качества возводимой насыпи и резкому удлинению сроков строительства.
Известен способ предохранения вечномерзлых грунтов от многолетнего протаивания, заключающийся в том, что для уменьшения потока тепла летом на поверхность отсыпают слой торфа, смачивают его водой и покрывают подушками мха, в качестве которого используют живой сфагнум, который обладает способностью поглощать большое количество влаги из воздуха и, испаряя ее, охлаждать поверхность (Патент РФ №2153038 С2, дата приоритета 30.05.1997, дата публикации 20.07.2000, автор Каргаполов В.Д., RU).
Недостатком известного способа является ограниченная область применения при строительстве дорожного полотна из-за недостаточного обеспечения несущей способности конструкции, а также ее недолговечности в связи с природными явлениями.
В качестве прототипа принят способ возведения водопропускного сооружения под насыпью в условиях многолетнемерзлых грунтов на периодически действующем водостоке. Сооружение содержит водопроводную часть, которая выполнена из связанных между собой габионов, заключена в поперечном сечении снизу и с боков в водонепроницаемую мембрану и теплозащитную оболочку, а сверху покрыта полотном, сопряженным с водонепроницаемой мембраной. С верховой стороны сооружения расположен сопряженный с многолетнемерзлыми грунтами основания противофильтрационный экран, что предотвращает протаивание многолетнемерзлых грунтов основания. Габионы представляют собой заполненные каменным материалом сетчатые металлические корзины прямоугольной формы, расположены ярусами и своими рядами образуют в направлении продольной оси водопропускного сооружения водопроводящие каналы с заданными размерами. Потолок водопроводящего канала образован габионами вышерасположенного яруса или плоским элементом, а дно -габионами нижерасположенного яруса или защитным элементом (Патент РФ №2375519 С1, дата приоритета 14.07.2008, дата публикации 10.12.2008, авторы: Ягин В.П. и др., RU, прототип).
Недостатками прототипа являются высокие трудозатраты на возведение, реконструкцию и ремонт водопропускного сооружения под насыпью в условиях многолетнемерзлых грунтов, а также то, что способ возведения недостаточно эффективен для сохранения мерзлоты.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание способа возведения автомобильной дороги на вечномерзлых грунтах с применением эффективной теплоизолирующей конструкции в основании дороги для сохранения мерзлоты.
Для решения технической проблемы и достижения технического результата предложен способ возведения автомобильной дороги на вечномерзлых грунтах, заключающийся в том, что в основании автомобильной дороги возводят теплоизоляционную конструкцию в виде полой плиты с внутренней сотовой структурой, для возведения которой используют армированные плиты из стеклопластика, нижняя и верхняя из которых снабжены продольными и поперечными пазами для установки в них плит соответствующего направления, образующих сотовую структуру, и снабженных выполненными в них сквозными пазами с шириной, соответствующей толщине продольных и поперечных плит, и длиной, равной половине высоты плиты, причем продольные плиты используют с верхним расположением указанных пазов, а поперечные плиты - с нижним расположением пазов. При этом отрывают траншею шириной не менее ширины дорожного полотна и с заглублением в вечномерзлый слой, укладывают нижнюю плиту, снабженную пазами для сборки сотовой структуры, в пазы вертикально устанавливают продольные плиты с верхним расположением сквозных пазов, затем в них устанавливают поперечные плиты с нижним расположением пазов, образованные ячейки сотовой структуры заполняют теплоизоляционным насыпным материалом и закрывают верхней плитой, снабженной пазами, после чего отсыпают насыпь из местного грунта для устройства дорожного полотна.
Согласно изобретению в качестве теплоизоляционного насыпного материала используют керамзит.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 схематично изображена теплоизоляционная конструкция основания автомобильной дороги, возведенной по заявляемому способу, вид сверху.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез А-А на фиг. 1, в составе насыпи. На фиг. 3 изображен фрагмент сборки сотовой структуры. На чертежах приведены следующие обозначения:
1 - основание дороги, находящееся в слое мерзлого грунта;
2 - нижняя армированная плита из стеклопластика, снабженная пазами для сотовой структуры;
3 - армированные плиты из стеклопластика продольного направления;
4 -армированные плиты из стеклопластика поперечного направления;
5 - керамзитовая засыпка для теплоизоляции;
6 - верхняя армированная плита из стеклопластика, снабженная пазами для сотовой структуры;
7 - местный уплотненный грунт;
8 - полотно автомобильной дороги.
Заявляемый способ возведения автомобильной дороги на вечномерзлых грунтах осуществляют следующим образом. Для исключения протаивания многолетнемерзлого грунта в местном слое грунта 7 земляного полотна автомобильной дороги 8 разрабатывают траншею шириной не менее ширины проезжей части с заглублением в вечномерзлый слой 1. Укладывают в основание 1 нижнюю армированную плиту из стеклопластика 2 с имеющимися пазами для сотовой структуры, в которые сначала вертикально устанавливают армированные плиты из стеклопластика продольного направления 3 с верхними сквозными пазами на половину высоты плиты. Далее в верхние пазы продольных плит 3 устанавливают армированные плиты из стеклопластика поперечного направления 4 с нижними сквозными пазами на половину высоты плиты. Полученные ячейки сотовой структуры заполняют теплоизоляционным насыпным материалом, например, керамзитом 5 или другим известным материалом (https://utepleniedoma.com/uteplenie/sypuchij-uteplitel, дата просмотра 9.02.2022). Затем теплоизоляционную конструкцию закрывают верхней армированной плитой из стеклопластика 6 с имеющимися пазами для сотовой структуры, после чего отсыпают насыпь из местного грунта 7 для продолжения устройства дорожного полотна 8.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в сохранении грунта основания в мерзлом состоянии, а также в обеспечении надежности и несущей способности теплоизоляционной конструкции в основании дорожного полотна.
Формула изобретения
1. Способ возведения автомобильной дороги на вечномерзлых грунтах, заключающийся в том, что в основании автомобильной дороги возводят теплоизоляционную конструкцию в виде полой плиты с внутренней сотовой структурой, для возведения которой используют армированные плиты из стеклопластика, нижняя и верхняя из которых снабжены продольными и поперечными пазами для установки в них плит соответствующего направления, образующих сотовую структуру и снабженных выполненными в них сквозными пазами с шириной, соответствующей толщине продольных и поперечных плит, и длиной, равной половине высоты плиты, причем продольные плиты используют с верхним расположением указанных пазов, а поперечные плиты - с нижним расположением пазов, при этом отрывают траншею шириной не менее ширины дорожного полотна и с заглублением в вечномерзлый слой, укладывают нижнюю плиту, снабженную пазами для сборки сотовой структуры, в пазы вертикально устанавливают продольные плиты с верхним расположением сквозных пазов, затем в них устанавливают поперечные плиты с нижним расположением пазов, образованные ячейки сотовой структуры заполняют теплоизоляционным насыпным материалом и закрывают верхней плитой, снабженной пазами, после чего отсыпают насыпь из местного грунта для устройства дорожного полотна.
2. Способ возведения автомобильной дороги на вечномерзлых грунтах по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплоизоляционного насыпного материала используют керамзит.
Медаль Альфреда Нобеля