Противоэрозионное покрытие

Предложенное техническое решение относится к области строительства и предназначено для укрепления и защиты грунтовых поверхностей, например, откосов грунтовых планировочных насыпей, автомобильных и железных дорог, а также карьеров, сухих откосов земляных плотин и т.п. от эрозионных процессов путем быстрого восстановления почвенно-растительного слоя.
Известно противоэрозионное покрытие типа геомат, выполненное в виде сотовой структуры из нетканого геотекстиля, упрочненного аппретированием и строчеными швами гибких полос, установленных на ребра и соединенных между собой линейными швами, расположенными в шахматном порядке
(см. Патент РФ №2180030, кл. E02D 17/20, 2001 г.)
Гибкие полосы, из которых изготовлено это устройство, представляют собой ленты из нетканого материала и изготовлены преимущественно из высокопрочных синтетических волокон. Дискретная пористая структура полос обеспечивает низкую материалоемкость и высокую водопроницаемость конструкции. При выполнении укрепительных работ геомат устанавливают на предварительно спланированную и уплотненную поверхность откоса и растягивают в рабочее состояние.
Применение этого материала позволяет хорошо укреплять грунтовые поверхности.
Однако прорастающий сквозь ячейки естественный травяной покров не достаточен для предотвращения эрозии почвы.
Известно, также, другое противоэрозионное покрытие типа биомат, содержащее, скрепленные между собой, нижний и верхний слои, семена растений и смеси органоминеральных удобрений и влагоудерживающих добавок.
(см. Патент РФ №2321982, кл. А1С 1/04, 2006 г.)
В этом устройстве верхний и нижний холсты, в основном состоят из естественных волокон, которые при биоразложении образуют питательную среду для растений, а средний слой, кроме семян растений, дополнительно содержит питательную смесь, состоящую из удобрений, стимуляторов роста растений и почвообразующих добавок.
Применение этого покрытия позволяет эффективно предотвращать эрозию почвы за счет интенсивного развития растительности.
Однако, это покрытие не позволяет хорошо укреплять грунтовые поверхности, особенно на откосах.
Задача, решаемая данной разработкой - создание противоэрозионного покрытия, совмещающего достоинства геоматов и биоматов.
Техническим результатом разработки является повышение эффективности противоэрозионного покрытия.
Указанный результат достигается созданием противоэрозионного покрытия, содержащего скрепленные между собой нижний и верхний слои, смеси семян растений, органоминеральных удобрений и влагоудерживающих добавок, при этом верхний слой выполнен из устойчивых к биодеградации синтетических волокон, уложенных с образованием сетки с рельефными выпуклостями в виде размещенных в шахматном порядке равноудаленных полых сетчатых полусфер с образованием между ними опорных поверхностей для скрепления верхнего слоя с нижним слоем, выполненным из биоразлагаемого нетканого материала, в который в ходе уложения волокон при его изготовлении включены смеси семян растений, органоминеральных удобрений и влагоудерживающих добавок.
Следует отметить, что верхний слой может быть выполнен из полиамидных, полиэфирных или полипропиленовых волокон или смеси этих волокон.
Помимо этого, нижний слой может быть выполнен из соединенных между собой биоразлагаемых натуральных волокон льна или смесового волокна с добавлением натуральных или синтетических волокон с преимущественным содержанием льна в смесовом волокне.
2
2
При этом в ходе уложения волокон при изготовлении нетканого материала в его состав могут быть внесены смеси семян многолетних и однолетних трав в количестве 60-100 г/м, и смеси органоминеральных удобрений и влагоудерживающих добавок в количестве 20-40 г/м.
Целесообразно скреплять верхний и нижний слои иглопробивным способом.
Возможно скреплять верхний и нижний слои путем термосклепления в процессе формирования трехмерной структуры сетки на подложке из нижнего слоя.
Также, возможно скреплять верхний и нижний слои путем термоскрепления с прикаткой полотнища нижнего слоя валком к опорным поверхностям на поверхности сетки, предварительно разогретым до температуры размягчения материала сетки.
Кроме того, возможно скреплять верхний и нижний слои с использованием быстросохнущего клея на водной основе.
Повышение эффективности предложенного противоэрозионного покрытия достигается за счет использования в конструкции всех преимуществ противоэрозионных покрытий из биоразлагаемых материалов для выращивания травяного покрова и из материалов устойчивых к биодеградации для укрепления и защиты грунтовых поверхностей, а также выполнением на сетчатой поверхности рельефных выпуклостей, удерживающих грунт на поверхности противоэрозионного покрытия в процессе прорастания трав.
На фиг. 1 - показано противоэрозионное покрытие в разрезе; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
Противоэрозионное покрытие (фиг. 1) содержит, скрепленные между собой нижний 2 и верхний 1 слои, семена растений и смеси 3 органоминеральных удобрений и влагоудерживающих добавок. Верхний слой выполнен из синтетических волокон, уложенных с образованием сетки с рельефными выпуклостями в виде размещенных в шахматном порядке (фиг. 2) равноудаленных полых сетчатых полусфер 4, между которыми образуются плоские сетчатые опорные поверхности 5, а нижний слой выполнен из нетканого материала, в который в ходе уложения волокон при его изготовлении включены смеси семян многолетних и однолетних трав.
Противоэрозионное покрытие изготавливают следующим образом.
2
2
2
2
2
Нижний слой 2 из нетканого материала изготавливают из соединенных между собой биоразлагаемых натуральных волокон льна или смесового волокна с добавлением натуральных или синтетических волокон с преимущественным содержанием льна в смесовом волокне. Нетканый материал изготавливают одним из известных способов, когда преобразователь прочеса многократно складывает прочес, снимаемый с чесальной машины, и формирует многослойный волокнистый холст определенной ширины и поверхностной плотности с поперечно-ориентированным расположением волокон, которые укладывают слоями с поверхностной плотностью в диапазоне 150-450 г/м. При уменьшении указанного значения плотности трудно поддержать формообразование материала, а при увеличении - могут возникнуть проблемы с прорастанием семян. Отдельные слои волокнистого холста соединяются между собой посредством иглопробивной машины. Уплотненный волокнистый холст из этого рулона поступает на планочный транспортер, в процессе движения по которому по поверхности холста посредством двух дозирующих устройств равномерно распределяют смеси 3 семян многолетних и однолетних трав в количестве 80 г/м (с точностью ±25%), т.е. 60-100 г/м, и смеси органоминеральных удобрений и влагоудерживающих добавок в количестве 30 г/м (с точностью ±30%), т.е. 20-40 г/м. Таким образом, обеспечивается их удержание в составе покрытия в процессе его транспортировки и укладки. Слои нетканого материала соединяются между собой посредством иглопробивной машины. Верхний слой 1 в виде сетки изготавливают из устойчивых к биодеградации синтетических волокон. К их числу относятся, в частности, широко используемые в промышленности полиамидные, полиэфирные или полипропиленовые волокна, или смеси этих волокон. Сетку изготавливают методом экструзии. Вязкие расплавленные полимеры пропускаются через мелкие фильеры экструдера, образуя тонкие погонажные структуры, которые затем хаотично переплетаются между собой. С помощью формовочного вала с полусферическими углублениями, диаметром 12±5 мм на сетке формируют рельефные выпуклости в виде размещенных в шахматном порядке, равноудаленных друг от друга на расстояние 10±5 мм полых сетчатых полусфер 4 между которыми образуются плоские сетчатые опорные поверхности 5. Размеры полусфер и толщина слоев может меняться в зависимости от геометрии и агротехнических особенностей поверхности, на которую укладывают покрытие. По опорным поверхностям к сетке иглопробивным, или иным равнозначным известным способом крепится нижний слой из нетканого материала с наполнителем. Иными способами соединения слоев покрытия между собой по опорным поверхностям являются: склеивание с использованием быстросохнущего клея на водной основе, в качестве которого используют карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), который наносят на опорную поверхность; термоскрепление с прикаткой полотнища нетканого материала необогреваемым валком к опорным поверхностям, предварительно разогретым до температуры плавления материала, из которого сетка изготовлена; термоскрепление с нетканым материалом нижнего слоя в процессе изготовления сетки при температуре размягчения материала синтетических волокон из которых она изготовлена.
Готовое противоэрозионное покрытие в виде рулона доставляется к месту эксплуатации, укладывается на поверхности укрепляемого откоса таким образом, чтобы волокнистый холст с включенными в его структуру семенами трав и органоминеральных удобрений контактировал с поверхностью грунта, и на 2-3 см присыпается грунтом. Нетканый материал с содержанием льняного волокна уже на второй год эксплуатации разлагается на 100%, что устраняет любые возможные препятствий произрастанию трав. В то время как сетчатое полотно из устойчивых к биодеградации синтетических волокон по-прежнему служит для укрепления и защиты грунтовых поверхностей. При этом рельефные выпуклости в виде размещенных в шахматном порядке, равноудаленных полых сетчатых полусфер удерживают грунт на поверхности сетки в процессе прорастания трав.
Конструкция предложенного противоэрозионного покрытия позволяет совмещать высокие противоэрозионные характеристики изделия с высокой эффективностью проведения работ по рекультивации нарушенных земель.