ПЛИТКА ДОРОЖНО-ТРОТУАРНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ
DOUBLE-LAYER ROAD AND PAVEMENT TILES

Изобретение относится к области строительства, а именно к покрытиям для тротуаров, парковых и велосипедных дорожек, детских и спортивных площадок и прочих дорожно-тротуарных покрытий, с невысокой статической и динамической весовой нагрузкой, а также для выкладывания пассажирских железнодорожных перронов дальнего и пригородного сообщения или иных подобных зон передвижения пешеходов и велосипедистов.
Из области техники известна плита сборного покрытия (см. патент на ПМ РФ №17545, опубл. 10.04.2001 г., Бюл. №10), содержащая железобетонное основание и закрепленные на нем, посредством крепежных элементов, пластины из упругого материала и с выполненными в них, в виде закладных, штырями, выступающие концы которых забетонированы в основание, нижняя поверхность пластин содержит выемки, например, трапецеидального сечения, совмещенные с соответствующими им выступами основания, а по периметру основания выполнены бортики, снабженные замоноличенными заподлицо с пластинами железными уголковыми элементами. В свою очередь, упругие пластины имеют прямоугольную форму, при этом две их торцевые грани выполнены с продольными пазами, а две другие - с продольными выступами, совмещенными с соответствующими выступами или пазами смежных пластин или бортиками основания. Сборные покрытия используются при устройстве трамвайных и железнодорожных путей, и рассчитаны на статические и динамические нагрузки, возникающие при движении по ним как легкового, так и грузового автотранспорта.
Недостатком данного покрытия является высокая стоимость и сложность их изготовления, а также большая материалоемкость из-за нацеленности изделия на работу при высоких статических и динамических нагрузка при движении по ним автотранспорта, что делает нецелесообразным и экономически неоправданным, их применение для оборудования пешеходных тротуарных дорожек, велосипедных дорожек, детских и спортивных площадок. Кроме того, данное покрытие всегда может быть разъединено на составные части, в случае разрыва крепежных элементов, и, тем самым, привести к разрушению всего покрытия в целом.
Из области техники известна полимерная плитка для тротуаров и полов (прототип), выполненная в виде пластины из полимерного материала (см. патент на ПМ РФ №103811, опубл. 27.04.2011 г., Бюл. №12), в качестве полимерного материала используют эластичную смесь на основе резиновой крошки, содержащую от 7 до 28 мас.% полиуретана или олигоэфиракрилата в качестве связующего, от 0,001 до 0,002 мас.% дибутилдилаурата олова и от 0,002 до 0,0028 мас.% триэтиленгликоля, при этом в качестве резиновой крошки полимерного материала плитки используют тонкодисперсные измельченные отходы резинового производства и утилизированных изношенных автомобильных шин с размером частиц от 5 мкм до 5 мм, толщина плитки от 10 до 50 мм, плитка выполнена в плане квадратной, прямоугольной, треугольной или ромбовидной формы, размер плитки в плане выбран от 100×100 до 1500×2000 мм, на рабочей защитной поверхности плитки выполнены концентрические или взаимно перекрещивающиеся под углом от 15 до 90° друг к другу углубления в виде бороздок глубиной от 2 до 10 мм и шириной от 2 до 30 мм с образованием рифленой рабочей поверхности с выступами квадратной, прямоугольной, треугольной или любой несимметричной формы, полимерный материал содержит декоративно-защитные красители любой цветовой гаммы, а на ее рабочую поверхность нанесены декоративно-защитные покрытия, например, полимерной краской на полиуретановой основе любой цветовой гаммы и она, дополнительно, оснащена крепежными элементами для закрепления на эксплуатационных поверхностях, в том числе наклонных, при этом в качестве крепежных элементов используют, например, шурупы, саморезы или болтовые соединения.
Недостатком данной полимерной плитки является ее повышенная пластичность в силу материалов, использованных при ее изготовлении, и, как следствие, необходимость подготовки твердой основы для дальнейшей укладки плитки и обеспечения плоскостности поверхности покрытия, а также отсутствие качественного сцепления тела полимерной плитки с основой, из-за различности свойств материалов, используемых для изготовления основания и самой плитки, что требует, при определенных углах наклона поверхности покрытия, дополнительной фиксации с помощью крепежных элементов, т.е. дополнительных трудозатрат, приводящих к общему удорожанию использования полимерной плитки в строительстве.
Технической задачей данного изобретения является создание двухслойной дорожно-тротуарной плитки с улучшенными прочностными, и эксплуатационно-техническими характеристиками, обеспечивающими надежное и долговечное сцепление двух слоев, различных по физическим свойствам материалов, на протяжении всего срока службы изделия, и, при этом обладающей простотой и дешевизной производства, обеспечивающим возможность массового изготовления изделия.
Техническим результатом заявленной полезной модели является создание двухслойной дорожно-тротуарной плитки в виде готового изделия, представляющей из себя цельный блок из нижнего рабочего бетонного слоя, и верхнего лицевого полимерного слоя, полученного на основе переработки отходов резины или изношенных резиновых автопокрышек, и обладающего заданной цветовой гаммой, стойкого к воздействию внешних климатических факторов, с улучшенными прочностными, и эксплуатационно-техническими характеристиками, обеспечивающими надежное и долговечное сцепление двух слоев, различных по физическим свойствам материалов, на протяжении всего срока службы изделия, и, при этом, обладающей простотой и дешевизной производства, обеспечивающим возможность массового изготовления изделия.
Технический результат достигается за счет того, что создается двухслойная дорожно-тротуарная плитка размером от 100 × 100 мм до 400 × 400 мм, толщиной от 25 мм до 55 мм, с нижним бетонным слоем, как основанием, и верхним лицевым полимерным слоем на основе полимерного связующего полиуретана, резиновой крошки, из отходов резины или изношенных автопокрышек с добавлением красителя с заданной цветовой гаммой, отличающаяся тем, что по вертикали, в нижний бетонный слой, на глубину 0,5 толщины бетонного слоя, и в верхний полимерный слой, на глубину 0,5 толщины полимерного слоя, встроена армирующая пространственная решетка из пружинистой проволоки, диаметром 0,04 толщины плитки, и при этом габаритные размеры армирующей решетки составляют 0,6-0,8 габаритных размеров плитки, а самому полимерному слою, по всему периметру, начиная от верхнего края бетонного слоя, придана монтажно-эксплуатационная фаска под углом 45°.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором:
Фиг. 1 а, б - общий вид двухслойной дорожно-тротуарной плитки, и структура слоев.
Фиг. 2 а, б - армирующая решетка и бетонный слой, с установленной в него армирующей решеткой.
Фиг. 3 а, б - аксонометрия расположения армирующей решетки внутри слоев плитки, и сечение по армирующей решетке внутри слоев плитки.
Двухслойная дорожно-тротуарная плитка 1 (см. Фиг. 1 а, б) толщиной Нпл, включает в себя нижний бетонный слой 2, толщиной Нбт, и верхний полимерный слой 3 толщиной Нпм (см. Фиг. изношенных автопокрышек, с добавлением красителя с заданной цветовой гаммой, толщиной Нпм (см. Фиг. 1б), которые образуют цельное изделие с габаритными размерами Lпл и Нпл мм до 400 × 400 мм, а толщина Нпл от 25 до 55 мм, из которых толщина бетонного слоя Нбт составляет минимально 20 мм, а максимально - 35 мм, толщина же полимерного слоя Нпм привязана к толщине бетонного слоя, и составляет 0,25 - 0,65 Нбт, а сам полимерный слои по всему периметру, начиная от верхнего края бетонного слоя, имеет монтажно-эксплуатационную фаску под углом 45° (см. Фиг. 1б). Для обеспечения качественного и надежного сцепления нижнего бетонного слоя, как основания, и верхнего лицевого полимерного слоя двухслойной дорожно-тротуарной плитки в период ее укладки и эксплуатации, в процессе изготовления дорожно-тротуарной двухслойной плитки, в форму для бетонного слоя 2, по вертикали, на глубину 0,5 Нбт, перед заливкой бетона, устанавливают армирующую решетку 4, сваренную из пружинистой проволоки 5, диаметром dпp (см. Фиг. 2а), равном 0,04 Нпл. Затем, заливают подготовленную форму бетонной смесью, и дают ей застыть. После отвердения бетонной смеси, получаем монолитный блок из бетонного слоя 2, и армирующей решетки 4 (см. Фиг. 2 а, б), при этом общая высота армирующей решетки Нрш составляет:
Нрш = 0,5 Нбт + 0,5 Нпм,
а габаритные размеры Lрш армирующей решетки 4, меньше габаритных размеров Lпл, и составляют 0,6 - 0,8 Lпл по всему периметру, что обеспечивает отстояние армирующей решетки от края наружных слоев плитки двухслойной дорожно-тротуарной на величину Δрш, обеспечивая, тем самым ее защиту от влаги и агрессивных реактивов в зимний период (см. Фиг. 3 а, б). Затем, на полученное бетонное основание 2, с вмонтированной в него армирующей решеткой 4, наносится полимерный слой 3, толщина которого составляет 0,25 - 0,65 Нбт, а самому полимерному слою по всему периметру, начиная от верхнего края бетонного слоя, придается монтажно-эксплуатационная фаска с углом наклона 45° (см. Фиг. 1б), что обеспечивает удобство при укладке двухслойной дорожно-тротуарной плитки в процессе создания дорожного покрытия, а также обеспечивает отсутствие распирающих усилий между соседними плитками в процессе их эксплуатации из-за повышенной степени пластической деформации, возникающей в полимерных покрытиях при воздействии внешней нагрузки.
Поскольку пространственная армирующая решетка 4 на глубину 0,5 Нпм погружена в полимерный слой, и на 0,5 Нбт - в бетонный слой, то после застывания полимерного слоя образуется мощная адгезионно-механическая взаимосвязь между полимерным слоем 3 и бетонным слоем 2 (см. Фиг. 3 а, б), которая позволяет надежно зафиксировать слои разных по своим свойствам материалов, от их разрыва или продольного смещения относительно друг друга в процессе транспортировки, укладки и последующей эксплуатации двухслойной дорожно-тротуарной плитки. Указанные выше пропорции габаритных размеров двухслойной дорожно-тротуарной плитки, размер и габариты армирующей решетки, диаметр проволоки для ее изготовления, а также величина заглубления по вертикали в нижний бетонный слой, и в верхний полимерный слой, и пропорции габаритных размеров армирующей решетки, по сравнению с габаритными размерами двухслойной дорожно-тротуарной плитки, подобраны опытно-практическим путем, позволяющим минимизировать затраты на ее изготовление, и, одновременно, обеспечить максимально качественные прочностные и эксплуатационные характеристики готового изделия.
Двухслойная дорожно-тротуарная плитка изготавливается в два этапа. На первом этапе изготавливается нижний рабочий бетонный слой заданной толщины, с установленной в него армирующей решеткой. Затем полученная бетонная основа помещается в специальную технологическую форму, которая сверху заполняется смесью резиновой крошки, фракцией 1-5 мм, полученной из отходов резины или изношенных автопокрышек, полиуретана в количестве от 7 до 50 мас.%, и красителя в количестве от 1,5 до 15 мас.%, для придания нужной цветовой гаммы, после чего подготовленная форма подвергается прессованию, в процессе которого формируется верхний лицевой полимерный слой, которому по всему периметру, начиная от верхнего края бетонного слоя, придана монтажно-эксплуатационная фаска под углом 45°. Полученная таким образом плитка двухслойная дорожно-тротуарная, помещается в термокамеру для окончательной полимеризации и склеивания в монолитное целое, как частиц самой полимерной смеси, так и всего полимерного слоя с нижним рабочим бетонным слоем, и той частью армирующей решетки, которая должна находиться в полимерном слое, и выдерживается в течение суток при температуре 90°С. После завершения процесса полимеризации, полученная двухслойная дорожно-тротуарная плитка упаковывается на поддоны, и доставляется на место укладки дорожно-тротуарного покрытия.
Полученная двухслойная дорожно-тротуарная плитка, с армирующей решеткой внутри, как показали опытные исследования, хорошо противостоит разрушению или смещению слоев относительно друг друга при увеличении динамических нагрузок, что говорит о возможности долгой и успешной эксплуатации ее в качестве дорожно-тротуарного покрытия, даже на участках с повышенной нагрузкой.
Как показало практическое применение двухслойной дорожно-тротуарной плитки, она очень удобна для укладки, в процессе создания дорожно-тротуарного покрытия, за счет наличия в ней бетонного рабочего слоя, позволяющего быстро и качественно производить ее укладку на поверхность без дополнительных подготовительных работ, и, при этом, обладает улучшенными качествами сцепления с подошвами обуви, колес велосипедов и прочих механических устройств передвижения, а также пониженной степенью травмирования, при падении на нее, за счет наличия верхнего полимерного слоя, поглощающего часть кинетической энергии удара за счет пластической деформации.