ЛОТОК ВОДООТВОДНОЙ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Заявляемая полезная модель относится к строительству автомобильных дорог и может быть использована при устройстве сооружений для отвода воды с поверхности термопластичных покрытий автомобильных дорог. Возможно использование при строительстве железных дорог.
Заявляемая полезная модель соответствует приоритетному направлению науки и технологий «технологии снижения риска и уменьшения последствий природных и техногенных катастроф» (Смирнов Ю.Т. и др. Алфавитно-предметный указатель к международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологии. М. ИНИЦ «Патент», 2008 с.65-66), поскольку снижает риск возникновения дорожно-транспортных происшествий и катастроф при перевозке опасных грузов.
Известен открытый однослойный водоотводной лоток, выполненный из отдельных железобетонных элементов, имеющих желобообразное поперечное сечение (Б-1-18-50 и Б-2-18-25 серии 3.503.1-66), широко применяемый в дорожном строительстве.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого лотка, являются: желобообразное поперечное сечение и открытая конструкция. Лоток прост и долговечен.
Его недостатками являются: высокая материалоемкость, трудоемкость при монтаже, обусловленная необходимостью применения грузоподъемной техники, а также продольные и поперечные стыки, требующие герметизации с целью защиты всей дорожной конструкции от проникновения отводимой воды. Кроме того, продольный стык между кромкой асфальтобетонного покрытия и железобетонным лотком испытывает постоянные знакопеременные напряжения при колебании около нуля температур окружающего воздуха, вследствие различных значений коэффициентов температурного расширения материалов лотка и покрытия дороги. Менее прочное покрытие постепенно разрушается, что является причиной снижения срока службы дороги и дорожно-транспортных происшествий.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является лоток водоотводной, открытый, однослойный, желобообразный (патент РФ 2375515, МПК E01F 5/00, Е01С 11/22, опубликован 10.12.2009), выполненный из термопластичных композиционных материалов.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого лотка, являются: желобообразное поперечное сечение и открытая конструкция, а так же выполнение его из термопластичных материалов.
Лоток обладает теми же недостатками что и аналог. Высокая трудоемкость сборки при значительно меньшей, чем у аналога, массе связана с большой долей ручного труда и необходимостью организации в «полевых условиях специализированного сборочного участка». Острой остается и проблема обеспечения герметичности стыков, снижающая долговечность дороги, вызванная различием материала поверхности лотка и дорожного покрытия.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение срока службы дороги и безопасности движения, снижение трудоемкости устройства лотка, за счет повышения герметичности (исключения продольных и поперечных стыков) при его строительстве заодно с конструктивными слоями дорожной одежды из материалов этих слоев.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в исключении попадания воды в герметичную дорожную конструкцию, что повышает ее долговечность и безопасность движения, а так же в значительном снижении трудоемкости устройства лотка и дороги в целом.
Технический результат достигается тем, что лоток водоотводной открытый из термопластичных материалов, имеющий в поперечном сечении желобообразную форму, согласно полезной модели, устроен многослойным, заодно с конструктивными слоями дорожной одежды из материалов этих слоев и состоит, например, из корыта, вырезаемого в основании дорожной одежды, а так же покрытия из термопластичных дорожно-строительных материалов. При этом корыто, соответствующего поперечного сечения, вырезается в основании нижней частью перекошенного в вертикальной плоскости отвала автогрейдера, торцевая грань рабочей поверхности которого снабжена специальным открылком, форма нижней части которого соответствует внешней половине поперечного сечения лотка.
Укладка покрытия лотка из термопластичных дорожно-строительных материалов и его предварительное уплотнение производится уширителем рабочего органа асфальтоукладчика, корпус которого содержит формирователь поверхности лотка с подошвой, закрепленный на отражательном щите с возможностью вертикального перемещения, а подошва трамбующего бруса и утолщенная подошва виброплиты снабжены насадками, причем форма подошвы формирователя поверхности лотка, форма насадок подошв трамбующего бруса и виброплиты соответствуют поперечному сечению водоотводного лотка. Кроме того корпус уширителя снабжен гибкими тягами и удлиненной боковой стенкой для обеспечения функционирования прицепной вибрационной плиты, состоящей из корпуса, двигателя, вибратора и подошвы, соответствующей поперечному сечению лотка и производящей окончательное уплотнение его покрытия.
Заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна», т.к. проведенный патентный поиск показал отсутствие у известных технических решений такого отличительного признака, как выполнение водоотводного лотка многослойным заодно с конструктивными слоями дорожной одежды из материалов этих слоев и состоящим, например, из корыта, вырезанного в основании, а также покрытия из термопластичных дорожно-строительных материалов.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков, достигается следующий технический результат - снижается материалоемкость лотка и трудоемкость его монтажа, ликвидируются поперечные и продольные стыки, повышаются срок службы всей дорожной конструкции и безопасность движения.
Сущность предложенного решения поясняется на фигуре 1, где изображено поперечное сечение дороги и водоотводного лотка, выполненного многослойным заодно с конструктивными слоями дорожной одежды: щебеночным основанием и покрытием из термопластичных дорожно-строительных материалов. На фигуре 2 изображен отвал автогрейдера, со специальным открылком. На фигуре 3 изображен уширитель рабочего органа асфальтоукладчика с прицепной виброплитой. На фигуре 4 изображен формирователь поверхности лотка. На фигуре 5 изображена заготовка для изготовления насадок к подошвам трамбующего бруса и виброплит.
Цифрами показаны: 1 - земляное полотно; 2 - щебеночное основание с вырезанным в нем корытом; 3 - слой покрытия из термопластичных дорожно-строительных материалов; 4 - лоток водоотводной многослойный с покрытием из термопластичных дорожно-строительных материалов; 5 - барьерное ограждение, устанавливаемое после устройства покрытия и лотка; 6 - открылок; 7 - ребро жесткости; 8 - коробка жесткости; 9 - съемные ножки; 10 - указатель момента окончания заглубления отвала; 11 - валик вырезаемого материала; 12 - стыки торцевых поверхностей отвала и открылков; 13 - отвал автогрейдера; 14, 15 - рама и рабочая поверхность отвала.
Лоток 4 выполнен многослойным заодно с конструктивными слоями дорожной одежды и состоит из корыта вырезанного в основании дорожной одежды 2 и покрытия 3 из термопластичных дорожно-строительных материалов. Отвал автогрейдера 13 состоит из рамы 14 и рабочей поверхности 15. Уширитель рабочего органа состоит из отражательного щита со шпильками 16, трамбующего бруса 17, с насадкой 18, виброплиты 19 с насадкой 20 и формирователя поверхности лотка 21, удлиненной боковой стенки 22 и гибких тяг 23. Прицепная вибрационная плита состоит из корпуса 24, с креплениями гибких тяг 25, двигателя 26, вибратора 27, подошвы 28, насадки к подошве 29.
Водоотводной лоток принимает воду, стекающую с проезжей части дороги и направляет ее к водосборному лотку, для последующего транспортирования к водопропускным сооружениям под насыпью (трубы). Отсутствие продольных и поперечных стыков обеспечивает герметичность и длительный срок службы всей дороги.
Вышеуказанный лоток изготавливается следующим образом. В щебеночном основании, уплотненном и выровненном для последующей укладки асфальтобетонной смеси, вырезается корыто, имеющее поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению будущего лотка, при помощи доработанного отвала автогрейдера (Фиг.2).
Доработка отвала автогрейдера сводится к закреплению на его торцевых гранях специальных открылков для вырезания в щебеночном основании корыта под будущий лоток. Для вырезания корыта, отвал устанавливают с некоторым перекосом а в вертикальной плоскости и заглубляют в основание правым или левым углом его режущей кромки. Вырезание корыта осуществляется нижней частью рабочей поверхности отвала, близкой к его торцевой грани и нижней частью одного из открылков.
При такой доработке отвала, его режущая кромка остается без изменений, это позволяет эффективно проводить планировочные работы, при горизонтальном положении рабочего органа не снимая открылков. Открылки 6 накладываются с напуском на заднюю стенку отвала и закрепляются при помощи сварки по периметру. Дополнительно устанавливаются ребра 7 и коробки жесткости 8. Режущая кромка открылков, как и основной отвал, снабжена съемными ножами 9. Момент окончания заглубления контролируется тросовым указателем 10, занимающим положение параллельное поверхности обочины. Вырезаемый материал образует валик 11 на поверхности основания, который затем используется вторично. Стыки 12 торцевых поверхностей отвала и открылков, их коробок жесткостей тщательно провариваются.
Размеры открылков, их очертания, значения углов а и a,i зависят от размеров и формы поперечного сечения вырезаемого корыта, которые, в свою очередь, определяются соответствующими характеристиками самого водоотводного лотка. Затем поверхность основания под покрытие дороги и поверхность корыта подгрунтовываются битумом или битумной эмульсией при помощи обычного автогудронатора. После этого производят укладку и предварительное уплотнение покрытия проезжей части дороги из термопластичных дорожно-строительных материалов (например, асфальтобетонной смеси) одновременно с формированием и предварительным уплотнением лотка из тех же материалов. Эта операция производится при помощи доработанного уширителя рабочего органа асфальтоукладчика. Уширитель рабочего органа входит в комплект поставки самого асфальтоукладчика и устроен так же как его основной рабочий орган.
Уширитель рабочего органа асфальтоукладчика (Фиг.3) дорабатывается следующим образом. На шпильках, приваренных к поверхности отражательного щита 16 трамбующего бруса 17, размещается, с возможностью вертикального перемещения, формирователь поверхности лотка 21 (Фиг.4). Его размеры и форма подошвы соответствуют поперечному сечению лотка. Он крепится к отражательному щиту при помощи гаек, после установки на нужную высоту, чем достигается нужная глубина лотка. При движении асфальтоукладчика, шнек рабочего органа распределяет асфальтобетонную смесь по всей ширине укладки, а расположенный за ним формирователь поверхности, формирует будущий лоток. За отражательным щитом находятся трамбующий брус 17 и виброплита уширителя 19, создающие предварительное уплотнение материала лотка своими насадками 18 и 20. Окончательное уплотнение термопластичного дорожно-строительного материала, из которого выполнен лоток, обеспечивается насадкой подошвы 29 дополнительной виброплиты, зацепленной за уширитель (Фиг.3) рабочего органа. Крепление прицепной виброплиты к уширителю рабочего органа асфальтоукладчика осуществляется двумя гибкими тягами 23 (трос ⌀5-7 мм длиной 1000-1200 мм). Точки крепления, например, в виде болтов выбираются из конструктивных соображений с учетом обеспечения устойчивости плиты в движении. Гибкая сцепка обеспечивает лучшие возможности для регулирования рабочей скорости прицепной виброплиты без риска нарушения качества поверхности лотка при настройке и запуске в работу всего укладочного комплекса. С целью создания ровной и плотной кромки лотка, боковая стенка уширителя рабочего органа удлиняется за счет приваренной пластины. Длина пластины выбирается из конструктивных соображений при условии обязательного перекрытия рабочей зоны прицепной виброплиты.
Подошвы трамбующего бруса, виброплиты уширителя рабочего органа и прицепной виброплиты снабжены специальными насадками, повторяющими форму поверхности лотка. Способ крепления насадок зависит от технологических возможностей: приклеивание эпоксидной смолой, болтами с потайными головками, сваркой. Насадки целесообразно изготавливать из стального листа (Фиг.5), фрезерованием удаляя излишки металла до получения нужного профиля. Полученную заготовку разрезают по размерам подошв трамбующего бруса и виброплиты рабочего органа. Во избежание травм, углы насадок скругляют. Передняя и задняя части насадки прицепной виброплиты должны быть приподняты, как это сделано на ее стандартной подошве, во избежание возникновения дефектов поверхности лотка. Таким образом, обеспечивается создание лотка многослойного из дорожно-строительных материалов заодно с конструктивными слоями дорожной одежды. При этом снижаются материалоемкость и трудоемкость изготовления, увеличивается долговечность покрытия, улучшаются условия безопасности движения.