Горизонтальная дорожная разметка (варианты)
HORIZONTAL ROAD MARKING (VERSIONS)

Область техники
Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к дорожной разметке из специальных материалов (материалов для дорожной разметки) с нанесёнными отражающими добавками (микростеклошариками).
Уровень техники
Для организации дорожного движения используют дорожную разметку, которая должна быть различима в любое время суток при любых условиях. Материалы для дорожной разметки имеют цвет, контрастный цвету дорожного покрытия (белый, оранжевый, жёлтый). Дополнительно используют микростеклошарики. Принцип действия в данном случае состоит в том, что луч света фар входит в микростеклошарик через выпуклую свободную поверхность, преломляясь на границе “воздух-стекло” в направлении к центру микростеклошарика, далее попадает на нижнюю сторону микростеклошарика, поверхность которой соприкасается с материалом разметки и поэтому представляет собой аналог вогнутого зеркала, отражается от неё и через границу “стекло-воздух”, преломляясь на ней, возвращается в направлении, обратном направлению попадания луча.
Известна отражающая система (патент США №4012114, дата публикации 15.03.1977), являющаяся частью дорожной разметки. Отражающая система состоит из стеклянной сферы, прозрачного связующего вещества и множества стеклянных сфер меньшего размера. Вокруг поверхности большей стеклянной сферы равномерно в один слой распределены малые стеклянные сферы. Между большими и малыми стеклянными сферами распределено прозрачное связующее вещество. Эта система находится на поверхности в верхнем слое дорожной разметки. Луч, падающий на такую разметку, возвращается точно в обратном направлении. В результате световозвращающая способность разметки увеличивается. Следовательно, видимость дорожной разметки также возрастает.
Недостатком аналога является сложность отражающей системы, а именно сложность равномерного распределения малых сфер по поверхности большей сферы.
Наиболее близким техническим решением (прототип) является дорожная разметка, обустроенная согласно п.6.2.5. Отраслевая дорожная методика "Методические рекомендации по устройству горизонтальной дорожной разметки безвоздушным способом" утверждена распоряжением Росавтодора № ОС-450-р от 01.11.2001 г. Эта дорожная разметка состоит из слоя материала дорожной разметки на покрытии (дорожном) и микростеклошариков. Микростеклошарики покрыты специальным составом (силиконом, прозрачным клеем, силаном, силаксаном). Покрытые специальным составом шарики наносятся на материал разметки. Это обеспечивает прилипание микростеклошариков к материалу разметки и равномерное распределение микростеклошариков поверх материала слоя дорожной разметки или с частичным погружением. При нанесении микростеклошариков на границе раздела микростеклошариков с находящимся на поверхности слоем специального состава и материалом слоя дорожной разметки образовываются микропустоты, заполненные газом.
Недостатком известного решения является недостаточная видимость разметки. Это происходит за счёт того, что часть прошедших через микростеклошарик световых лучей уходят в микропустоты между поверхностью микростеклошарика (с находящимся на поверхности слоем специального состава) и материала слоя дорожной разметки и там поглощаются или рассеиваются или возвращаются в стекло под произвольными углами. Из-за этого световой луч возвращается к источнику света значительно ослабленным.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение коэффициента световозвращения дорожной разметки и независимость его от цвета (белизны, яркости) материала пласта дорожной разметки (термопластика, холодного пластика, краски).
Указанный технический результат достигается за счёт того, что по первому варианту в горизонтальной дорожной разметке, содержащей слой дорожной разметки с первой поверхностью и второй поверхностью, причём первая поверхность обращена в сторону транспорта, передвигающегося по дорожному покрытию, а вторая поверхность размещена на дорожном покрытии, на слое дорожной разметки с частичным погружением размещены микростеклошарики, снабжённые выступающей частью, расположенной выше первой поверхности, при этом микростеклошарики в пределах слоя дорожной разметки снабжены дополнительным слоем, размещённым на их поверхности и выполненным из легкоудаляемого материала светлого типа, в частном случае в качестве легкоудаляемого материала используют акварельную краску, в частном случае в качестве легкоудаляемого материала используют металлосодержащую краску, в частном случае в качестве легкоудаляемого материала используют гуашь, в частном случае в качестве легкоудаляемого материала используют материал белого цвета, в частном случае в качестве легкоудаляемого материала используют материал оранжевого цвета, в частном случае в качестве легкоудаляемого материала используют материал жёлтого цвета, по второму варианту горизонтальная дорожная разметка содержит микростеклошарики, размещённые на дорожном покрытии со стороны его поверхности, обращённой в сторону транспорта, передвигающегося по дорожному покрытию, причём дорожное покрытие содержит по крайней мере битум, а микростеклошарики размещены с частичным погружением в битум с образованием выступающей части, расположенной выше указанной поверхности, при этом микростеклошарики вне выступающей части снабжены дополнительным слоем, размещённым на их поверхности и выполненным из легкоудаляемого материала светлого типа, в частном случае в качестве легкоудаляемого материала используют материал любого цвета, кроме белого, жёлтого и оранжевого.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами (фиг.1-2), где на фиг. 1 показан поперечный разрез дорожного покрытия с нанесённой дорожной разметкой, на фиг.2 показан поперечный разрез дорожного покрытия из асфальтобетона с нанесёнными микростеклошариками (соотношение размеров на чертежах - условное).
Раскрытие изобретения
На чертежах обозначены: выступающая часть 1, микростеклошарик 2, первая поверхность 3, слой дорожной разметки 4, вторая поверхность 5, дорожное покрытие 6, микропустоты 7, дополнительный слой 8, минеральное зерно 9, битум 10.
Дорожное покрытие 6 представляет собой верхнюю часть дорожной одежды и состоит из одного или нескольких слоёв соответствующего материала, например асфальтобетона (согласно п.3.90 Свода правил 34.13330.2012 "Автомобильные дороги", утверждён приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 30 июня 2012 г. N266). Материал дорожного покрытия 6 состоит из смеси битума 10 и минеральных зёрен 9. Минеральные зерна 9 полностью покрыты битумом 10 так, что поверхностный слой дорожного покрытия 6 состоит полностью из битума 10.
Минеральное зерно 9 представляет собой частицу минерального материала (щебень, гравий, песок согласно п.3.1 ГОСТ 9128-2013. Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия). Минеральное зерно 9 представляет собой твёрдую составляющую асфальтобетона, из которого выполнено дорожное покрытие 6.
Битум 10 представляет собой связующее вещество в составе асфальтобетона, из которого выполнено дорожное покрытие 6, представляет собой твёрдые или смолоподобные продукты, смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных.
Микростеклошарик 2 представляет собой элемент, по форме близкий к шару. Размеры микростеклошарика 2 меньше толщины слоя дорожной разметки 4. Микростеклошарик 2 выполнен из прозрачного стекла.
Дополнительный слой 8 расположен на поверхности микростеклошарика 2. Дополнительный слой 8 выполнен из материала, легко удаляемого под воздействием внешних факторов (осадки, ультрафиолет, воздействие шин автомобилей, химические реагенты), например водорастворимой краски, гуаши. Материал дополнительного слоя 8 должен быть светлого типа (например, соответствовать координатам цветности указанным в ГОСТ Р 51256-11, т.е. белому, оранжевому или жёлтому цвету). Светлый тип характеризуется близостью к верхней точке цветового шара по вертикальной оси (согласно определению светлоты на сайте http://www.photorepair.ru/garmoniya-tsveta-osnovyi, дата обращения 09.11.2016). Указанные цвета (оранжевый и жёлтый) характеризуются интервалами длин волн, относящимися к спектральным диапазонам видимого света данного типа.
Слой дорожной разметки 4 представляет собой пласт материала для дорожной разметки (краски, термопластика или холодного пластика). Один линейный размер (толщина) этого пласта много меньше двух других линейных размеров. Первая поверхность 3 и вторая поверхность 5 представляют собой наибольшие поверхности, ограничивающие пласт. Слой дорожной разметки 4 расположен на дорожном покрытии 6. При этом вторая поверхность 5 обращена к поверхности дорожного покрытия 6, а первая поверхность 3 расположена напротив второй поверхности 5.
Дорожная разметка в целом представляет собой обозначения на проезжей части, искусственных сооружениях и элементах обустройства автомобильных дорог, информирующие участников дорожного движения об условиях и режимах движения на участке дороги (согласно п.3.1.1. ГОСТ Р 51256-2011. "Разметка дорожная. Классификация. Технические требования").
Дорожная разметка в данном случае содержит по крайней мере частично утопленные микростеклошарики 2 с находящимся на поверхности дополнительным слоем 8.
По первому варианту микростеклошарики 2 с находящимся на поверхности дополнительным слоем 8 частично утоплены в слой дорожной разметки 4. На границе раздела микростеклошариков 2 (с находящимся на поверхности дополнительным слоем 8) и материала слоя дорожной разметки 4 могут быть расположены микропустоты 7. Микростеклошарики 2 частично выступают из слоя дорожной разметки 4. Выступающая часть 1 представляет собой часть микростеклошарика 2 вне слоя дорожной разметки 4. Выступающая часть 1 находится дальше от дорожного покрытия 6, чем первая поверхность 3 и вторая поверхность 5.
По второму варианту микростеклошарики 2 с находящимся на поверхности дополнительным слоем 8 частично утоплены в битум 10. На границе раздела микростеклошариков 2 (с находящимся на поверхности дополнительным слоем 8) и битума 10 могут быть расположены микропустоты 7. Микростеклошарики 2 частично выступают из битума 10. Выступающая часть 1 представляет собой часть микростеклошарика 2, которая не утоплена в битум 10.
Осуществление изобретения
В случае использования указанных выше элементов изобретение реализуется следующим образом.
Предварительно микростеклошарики 2 покрывают дополнительным слоем 8 определённым способом, например напылением или погружением.
Для укладки дорожного покрытия 6 готовят асфальтобенную смесь из минеральных зёрен 9 и битума 10. Укладку и уплотнение асфальтобетонной смеси производят, например, при помощи асфальтоукладчика и дорожного катка (согласно п.12.3 Свода правил 78.13330.2012. Автомобильные дороги. Утверждён приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 30 июня 2012 г. N272).
По первому варианту на дорожное покрытие 6 наносят слой дорожной разметки 4, как правило, толщиной не более 6 мм (согласно п.5.3. ГОСТ Р 51256-2011. "Разметка дорожная. Классификация. Технические требования") установленной конфигурации (согласно приложениям А и Б ГОСТ Р 51256-2011. "Разметка дорожная. Классификация. Технические требования"). Слой дорожной разметки 4 наносят, например, с помощью специальной разметочной машины или вручную. В результате образуются свободная первая поверхность 3 и вторая поверхность 5, обращённая к дорожному покрытию 6. Микростеклошарики 2 с находящимся на поверхности дополнительным слоем 8 наносят на первую поверхность 3 только нанесённого (незатвердевшего) слоя дорожной разметки 4, например, с помощью пневматического распределителя разметочной машины. Если материал слоя дорожной разметки 4 имеет низкую вязкость, микростеклошарики 2 погружаются в него под собственным весом. Если материал слоя дорожной разметки 4 более вязкий, микростеклошарики 2 погружают в него, придавая кинетическую энергию, например, с помощью сжатого воздуха.
По второму варианту микростеклошарики 2 с находящимся на поверхности дополнительным слоем 8 наносят на только что уложенное дорожное покрытие 6, например, с помощью пневматического распределителя разметочной машины. Микростеклошарики 2 с находящимся на поверхности дополнительным слоем 8 можно также наносить на полностью готовое (с застывшим битумом 10) дорожное покрытие 6, предварительно нагрев дорожное покрытие 6 до размягчения битума 10, например, при помощи потока горячего воздуха. Микростеклошарики 2 погружают в битум 10, придавая кинетическую энергию, например, с помощью сжатого воздуха.
В результате дополнительный слой 8 оказывается расположен между микростеклошариком 2 и материалом, в который их погрузили (материал слоя дорожной разметки 4 по первому варианту и битум 10 - по второму варианту). Микростеклошарики 2 погружают частично. Непогруженная часть микростеклошарика 2 образует выступающую часть 1. При погружении вокруг микростеклошариков 2 (с находящимся на поверхности дополнительным слоем 8) могут образовываться микропустоты 7. Эти микропустоты 7 расположены между дополнительным слоем 8 и материалом, в который погружены микростеклошарики 2 (материал слоя дорожной разметки 4 по первому варианту и битум 10 - по второму варианту). Микростеклошарик 2 с дополнительным (ещё не удалённым) слоем 8 на поверхности выступающей части 1 показан на фигурах 1 и 2 справа.
Внешние факторы (осадки или ультрафиолет, воздействие шин автомобилей, химические реагенты) удаляют дополнительный слой 8 с поверхности выступающей части 1. В первом случае осадки растворяют материал дополнительного слоя 8. Полученный раствор стекает с поверхности выступающей части 1. В другом случае протекторы шин автомобилей удаляют дополнительный слой 8 за счёт механического воздействия. Механическое удаление легко осуществимо из-за небольшой величины сил сцепления дополнительного слоя 8 со стеклянной поверхностью выступающего слоя 1. В результате в обоих случаях поверхность выступающей части 1 представляет собой чистую стеклянную поверхность. Микростеклошарик 2 после удаления естественными факторами дополнительного слоя 8 с поверхности выступающей части 1 показан на фиг. 1 слева и на фиг. 2 первым и вторым слева.
Изобретение используют следующим образом. Источники света, например фары автомобиля, испускают излучение, в том числе в виде видимого света. Большая часть световых лучей, падающих непосредственно на дорожное покрытие 6, поглощается. По первому варианту часть всех падающих световых лучей частично отражается непосредственно от слоя дорожной разметки 4 и возвращается в обратном направлении. В обоих вариантах часть световых лучей падает на выступающую часть 1. Так как дополнительный слой 8 на поверхности выступающей части отсутствует, то световой луч частично отражается и, преломляясь, проходит во внутренний объём микростеклошарика 2. Прошедшие сквозь микростеклошарик 2 световые лучи почти в полной мере отражаются от границы раздела стекла и расположенного на поверхности микростеклошарика 2 дополнительного слоя 8, присутствующего на всей поверхности микростеклошарика 2 за исключением выступающей части 1. Большая часть этих отражённых световых лучей возвращается к источнику света.
В прототипе же дополнительно происходит поглощение световых лучей слоем прозрачного клея, часть прошедших через микростеклошарик 2 световых лучей уходит в микропустоты 7 между поверхностью микростеклошарика 2 и материала слоя дорожной разметки 4 и там поглощается или рассеивается. В прототипе вследствие указанных факторов световой луч возвращается к источнику света ослабленным в значительной степени.
Таким образом, при использовании дополнительного слоя 8 повышение доли возвращённых световых лучей, падающих на выступающую часть 1 микростеклошарика 2, обеспечивает лучшую видимость дорожной разметки. Коэффициент световозвращения и цвет отражённого света не зависят от цвета материала дорожной разметки и определяются только дополнительным слоем 8. Соответственно, для повышения коэффициента световозвращения белой разметки необязательно применять материал с высокой белизной.
В случае если какие-то элементы дорожной разметки должны быть информативными только в тёмное время суток или есть необходимость изменять цвет дорожного полотна перед опасным участком, микростеклошарики 2 можно наносить непосредственно на свежеуложенный асфальтобетон, погружая их от 1/2 до 2/3 в ещё не остывший слой битума 10 или предварительно нагрев необходимый участок асфальтобетона (т.е. по второму варианту).