Конструкция дорожной одежды для временных дорог сельскохозяйственного назначения

Конструкция дорожной одежды для временных дорог сельскохозяйственного назначения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог, а именно к строительству временных дорог сельскохозяйственного назначения и может быть использовано для усиления слабого основания, повышения прочности и устойчивости, а также несущей способности дорог, служащих для вывоза урожая непосредственно с места выращивания сельскохозяйственной продукции. С одной стороны такие дороги должны обеспечивать беспрепятственный проезд транспорта, их строительство и содержание не должно требовать значительных затрат, а с другой стороны не создавать препятствий для эффективного севооборота и интенсивного развития сельскохозяйственного производства. В идеале такие дороги при необходимости без существенных затрат могут быть включены в севооборот, не создавая препятствий при реализации мероприятий, связанных с изменениями в структуре и объемах сельскохозяйственного производства [Справочник инженера-дорожника. Ремонт и содержание автомобильных дорог. А.П. Васильев. М.: Транспорт, 1989; Разработка новых конструкций дорожных покрытий, армированных фиброй и сетями. 30.10.2002. ГУП «НИИ Мосстрой», интернет ресурс: www:stroinanka.ru/].

Известны конструкции дорожной одежды, в которых для обеспечения беспрепятственного проезда используются различные растительные отходы. Способ возведения земляного полотна включает расчистку дорожной полосы от леса, кустарниковой растительности и мохорастительного покрова, устройство боковых водоотводных канав, естественное оттаивание и осушение грунтов основания, отсыпку грунта на основание и армирование грунта с последующим его уплотнением, причем армирование земляного полотна осуществляют кустарниковой растительностью, которую равномерно укладывают на поверхность грунта по всей длине полотна, затем пропитывают ее отработанным машинным маслом, после чего устраивают выравнивающий слой из песчано-гравийной смеси, преимущественно, толщиной 5-7 см с последующим его уплотнением. [Патент РФ №2069716 - аналог].

Недостатком известного технического решения является то, что последующее использование земель в севообороте невозможно без предварительного удаления грунта, пропитанного машинным маслом и песчано-гравийной смеси.

Известно использование только растительных отходов в смеси с грунтом. В частности, в строительстве применялись солома для устройства глиняных кирпичей (саманный кирпич), в состав которых входят глина и стержни соломы длиной 5-7 см из расчета 15 кг/м³ [Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона, т. 79. Спб. - 1904, с. 270].

Известно также изобретение, относящееся к области дорожного строительства, которое может быть использовано для усиления слабого основания, повышения прочности и несущей способности дороги. Сущность изобретения состоит в следующем: в автомобильной дороге, содержащей конструкцию земляного полотна с обочинами, откосами, расположенными в земляном полотне продольными и поперечными траншеями, заполненными сыпучим материалом, в продольные траншеи дополнительно введены вертикальные армирующие элементы с частотой шага поперечных траншей, при этом продольные и поперечные траншеи выполнены глубиной, большей глубины промерзания, траншеи заполнены дискретным армирующим материалом, например ветвями деревьев, соломой и т.п., залиты на 90-95% глубины связующей композицией доверху, причем горизонтальные продольные и поперечные армирующие элементы скреплены с вертикальными армирующими элементами, а поперечные армирующие элементы натянуты, что обеспечивает напряжение сжатия в поверхностном слое [Патент РФ №2392367 - прототип].

Недостатком технического решения является невозможность последующего использования земли в севообороте для выращивания сельскохозяйственной продукции без предварительного удаления полипропилена, которым связующие композиции залиты на 90%-95% их глубины.

Технический результат предлагаемой конструкции дорожной одежды - повышение прочности, несущей способности и устойчивости временных дорог сельскохозяйственного назначения.

Техническая задача - повышение прочности, несущей способности и устойчивости временных дорог сельскохозяйственного назначения за счет повышения прочности на растяжение армирующего материала при одновременном переуплотнении армированного грунта.

Решение технической задачи

Техническая задача решается тем, что конструкция дорожной одежды для временных дорог сельскохозяйственного назначения, содержащая конструкцию земляного полотна с откосами и кюветами, земляное полотно которой армировано стеблями хлебных злаков, при этом земляное полотно выполнено с двухскатным поперечным уклоном 7-8% от оси проезжей части дорожного полотна с коэффициентом уплотнения проезжей части земляного полотна 1,02-1,03 и толщиной армированного слоя 25-30 см, а для армирования используют стебли хлебных злаков длиной до 4 см из расчета 15 кг стеблей на 1 м³ грунта.

Сущность

В предлагаемой конструкции дорожной одежды для временных дорог сельскохозяйственного назначения для обеспечения беспрепятственного проезда грунт армируется стеблями хлебных злаков длиной не более 4 см из расчета 15 кг/м³. При реализации сельскохозяйственных работ, связанных с процессами севооборота, площадь земли, занимаемая такой дорогой, не только беспрепятственно включается в процесс производства, но также улучшаются и агрономические свойства почвы, существенно уменьшается эрозия. Это объясняется тем, что с каждой тонной соломы в землю вносится до 800 кг органических веществ, до 15 кг азота, до 8 кг фосфора, до 30 кг калия и необходимых микроэлементов. Солома стимулирует биологическую активность почв. Развивающийся при ее внесении комплекс сапрофитной микрофлоры подавляет болезнетворные микроорганизмы, способствует мобилизации питательных веществ из почвы, фиксации атмосферного азота [Солома в удобрении сада и огорода. Электронный ресурс http:/sadisibiri/gimm-solome/html/.].

В процессе армирования грунта стеблями хлебных злаков для получения однородной массы смесь грунта со стеблями перемешивается и целостность части стеблей нарушается. Экспериментальными исследованиями по применению стеблей хлебных злаков в качестве армирующего элемента грунтового полотна конструкции дорожной одежды определено, что наибольшей прочностью на растяжение после перемешивания в барабане, без повреждения их целостности, показали стебли длиной не более 4 см.

Результаты испытаний на прочность при использовании стеблей хлебных злаков для армирования в конструкции дорожной одежды приведены в таблице.

В результате испытаний при перемешивании в барабане стеблей хлебных злаков длиной 5-7 см с суглинком в течение 5 минут до 30% стеблей получают повреждение: слипаются и сгибаются без нарушения целостности и сгибаются с нарушением целостности.

Из таблицы видно, что наибольшей прочностью на растяжение обладают стебли без повреждений по примеру №1 длиной 4 см, прочность на растяжение которых составляет 24 кг, что почти в 2,5 раза выше чем прочность на растяжение стеблей с повреждениями, которая составляет 10 кг.

Исполнение земляного полотна с двухскатным поперечным уклоном 7-8% от оси проезжей части позволяет обеспечить интенсивный водоотвод, препятствуя активному водонасыщению грунтов, тем самым повышая прочность и устойчивость дорожного полотна, а уплотнение земляного полотна проезжей части с коэффициентом 1,02-1,03 обеспечивает необходимую прочность и устойчивость в условиях увлажнения грунта.

Толщина армированного слоя грунта 25-30 см установлена экспериментальным путем в соответствии с требованиями упругости для дорог с низкой интенсивностью движения (ОДМ 218.2.017).

Таким образом, предлагаемая конструкция дорожной одежды позволяет обеспечить повышение прочности, несущей способности и устойчивости временных дорог сельскохозяйственного назначения, что и является новым техническим результатом заявляемого изобретения.

Изобретение поясняется графическим материалом, где схематично изображена конструкция дорожной одежды, поперечный разрез дороги.

Пример конкретного исполнения

Конструкцию дорожной одежды устраивали следующим образом. Формировали земляное полотно 1. Для этого грунт - суглинок или супесь с помощью автогрейдера или плуга формировали в валки: от кюветов 2 к середине дорожного полотна для формирования поперечного уклона в стороны кюветов. Валки делали длиной 150 м, затем увлажняли грунт до состояния оптимальной влажности для данного вида грунта и вносили стебли хлебных злаков длиной до 4 см из расчета 15 кг стеблей на 1 м³ грунта. После получения однородной смеси из грунта и стеблей смесь планировали с помощью автогрейдера с двухскатным поперечным уклоном 7-8% от оси проезжей части дороги в стороны кюветов 2. Затем смесь уплотняли катками: вначале легкими 2-3 т, а затем тяжелыми, 8-10 проходов по одному месту, до достижения плотности армированного слоя 3 грунта - 1,02-1,03 и его толщине 25-30 см.

Устройство конструкции дорожной одежды сельскохозяйственных дорог из грунта, армированного стеблями хлебных злаков длиной не более 4 см и уплотненного до плотности 1,02-1,03, толщиной 25-30 см позволяет обеспечить бесперебойное движение автомобильного транспорта в период сельскохозяйственных работ. Предлагаемая конструкция не является препятствием для активного развития севооборота и способствует улучшению агрономических свойств почв и существенному уменьшению эрозии.

Конструкция дорожной одежды для временных дорог сельскохозяйственного назначения, содержащая конструкцию земляного полотна с откосами и кюветами, земляное полотно которой армировано стеблями хлебных злаков, отличающаяся тем, что земляное полотно выполнено с двухскатным поперечным уклоном 7-8% от оси проезжей части дорожного полотна с коэффициентом уплотнения проезжей части земляного полотна 1,02-1,03 и толщиной армированного слоя 25-30 см, а для армирования используют стебли хлебных злаков длиной до 4 см из расчета 15 кг стеблей на 1 м³ грунта.