ЛОТОК ВОДООТВОДНОЙ

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 желобообразный однослойный водоотводной лоток, выполненный из термопластичных композиционных материалов (патент РФ 2375515, МПК E01P 5/00, E01C 11/22, опубликован 10.12.2009).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого лотка, являются: желобообразное поперечное сечение и открытая конструкция. Лоток прост и долговечен.
Его недостатками являются: высокая трудоемкость при монтаже, обусловленная необходимостью организации в «полевых условиях специализированного сборочного участка», 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 композиционным 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, многослойный, желобообразный (патент РФ, на полезную модель №107166 МПК E01F 5/00, E01C 11/22, опубликован 10.08.2011), выполненный заодно с конструктивными слоями дорожной одежды из материалов этих слоев.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого лотка, являются: желобообразное поперечное сечение и открытая конструкция, а так же выполнение его заодно с констуктивными слоями дорожной одежды из материалов этих слоев.
Лоток обладает тем же недостатком, что и аналог. Отсутствие продольных и поперечных стыков снижает вероятность проникновения отводимой воды в дорожную конструкцию, по сравнению с аналогом, однако полностью исключить ее не удается. Асфальтобетонный слой, из которого выполнено покрытие проезжей части дороги и поверхности лотка, всегда обладает остаточной пористостью (1,5-3,5%) даже если он устроен из сверхплотных и плотных асфальтобетонных смесей и уплотнен до нормативных значений (Пермяков В.Б. и др. Технологические машины и комплексы в дорожном строительстве. Производственная и техническая эксплуатация. Омск. Изд. СибАДИ, 2007 г. 174-175 с). Однако, как показывает опыт строительства, достигнуть нормативную плотность слоя поверхности лотка не удается вследствие ее сложной, желобообразной формы и однопроходности уплотнения. Снижение степени уплотнения слоя значительно повышает его пористость, что способствует проникновению воды в дорожную конструкцию, вызывая ее разрушение. Положение усугубляется практически постоянной загрязненностью поверхности лотка дорожной пылью и мусором, вызывающими застой воды в лотке. Плохой очистке лотка дорожными щетками зачастую способствует его расположение - под барьерным ограждением или за ним. Перечисленные причины сокращают срок службы дороги и создают угрозу безопасности дорожного движения.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение срока службы дороги и безопасности движения, за счет повышения герметичности лотка (исключения остаточной пористости) при его строительстве заодно с конструктивными слоями дорожной одежды из материалов этих слоев и с сопутствующим устройством герметизирующих прослоек на его поверхности и между слоями.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в исключении попадания воды в герметичную дорожную конструкцию, что повышает ее долговечность и безопасность движения.
Технический результат достигается тем, что лоток водоотводной открытый, имеющий в поперечном сечении желобообразную форму, устроенный многослойным, заодно с конструктивными слоями дорожной одежды из материалов этих слоев, согласно полезной модели, снабжен герметизирующими прослойками на его поверхности и между слоями. Лоток состоит, например, из корыта, вырезаемого в основании дорожной одежды, а так же покрытия из асфальтобетона. На поверхности покрытия, а также между ним и корытом устроены герметизирующие прослойки. При этом корыто, соответствующего поперечного сечения, вырезается в основании отвалом автогрейдера, режущая кромка которого снабжена специальным съемным ножом, форма которого соответствует поперечному сечению лотка.
Укладка покрытия лотка из асфальтобетонных смесей и его предварительное уплотнение производится стандартным рабочим органом асфальтоукладчика. Формирование (выдавливание) поверхности лотка и окончательное уплотнение его покрытия выполняется при помощи специального ролика, закрепленного на магистральном катке в механизме обрезки кромок асфальтобетонного покрытия вместо стандартного дискового ножа. Возможно также использование тротуарного катка со специальным бандажем на вальцах. Устройство герметизирующих прослоек между слоями лотка и на его поверхности производится распределением по нагретым поверхностям корыта и самого лотка герметизирующих материалов: рулонных - полиэтилен, полипропилен, мостопласт, либо жидких - битумно-резиновый композит и др. Нагрев поверхности корыта производится инфракрасными нагревателями. Асфальтобетонное покрытие лотка не нагревают, т.к. после укладки и окончательного уплотнения оно имеет температуру (70-90°C) вполне достаточную для создания качественной водонепроницаемой прослойки. Рулонные материалы распределяют вручную или механизировано (разматывают рулон), жидкие - при помощи автогудронатора.
Заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна», т.к. проведенный патентный поиск показал отсутствие у известных технических решений такого отличительного признака, как выполнение герметизирующих прослоек между слоями лотка и на его поверхности.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков, достигается следующий технический результат - исключается попадание воды в герметичную дорожную конструкцию, повышаются срок ее службы и безопасность движения.
Сущность предложенного решения поясняется на фигуре 1, где изображено поперечное сечение дороги и многослойного водоотводного лотка, выполненного с герметизирующими прослойками между слоями и на его поверхности. На фигуре 2 изображен отвал автогрейдера, со специальным съемным ножом. На фигуре 3 изображен магистральный каток снабженный роликом, повторяющим форму лотка. На фигуре 4 изображен тротуарный каток со специальным бандажем на вальце, повторяющим форму лотка.
Цифрами показаны: 1 - земляное полотно; 2 - щебеночное основание с вырезанным в нем корытом; 3 - слой покрытия проезжей части и лотка из термопластичных дорожно-строительных материалов; 4 - герметизирующие прослойки между слоями лотка и на его поверхности; 5 - барьерное ограждение, устанавливаемое после устройства покрытия и лотка; 6 - специальный съемный нож для вырезания корыта в дорожном основании (соответствует размерам лотка); 7 - валик вырезаемого материала; 8 - ролик магистрального катка для формирования и уплотнения поверхности лотка; 9 - механизм обрезки кромок покрытия; 10 - бандаж на вальце тротуарного катка для формирования и уплотнения поверхности лотка.
Водоотводной лоток принимает воду, стекающую с проезжей части дороги и направляет ее к водосборному лотку, для последующего транспортирования к водопропускным сооружениям под насыпью (трубы). Наличие герметизирующих прослоек на поверхности и между слоями обеспечивает водонепроницаемость 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 режущей кромке специального съемного ножа для вырезания в щебеночном основании корыта под будущий лоток. Для вырезания корыта, отвал устанавливают с некоторым перекосом в горизонтальной плоскости и заглубляют в основание. Вырезание корыта осуществляется выступающим вниз съемным ножом. Вырезаемый материал при этом смещается в сторону и используется в дальнейшем для создания присыпной обочины. Для проведения обычных планировочных работ съемный нож снимают, или приподнимают вверх по отвалу, двигая его в пазах, показанных на фигуре 2.
После вырезания корыта его поверхность прогревают газовыми горелками и распределяют по ней рулонный или жидкий герметизирующий материал. В качестве такого материала могут быть использованы широкоприменяемые в дорожном строительстве полимерные пленки (полиэтилен, полипропилен и др.), или другой рулонный гидроизолирующий материал, например мостопласт. Может быть применен и жидкий герметик, например битумно-резиновый композит (патент Р.Ф. №2327719 МКИ 7: C08L 95/00, опубликован 27.06.08.)
Температура нагрева поверхности корыта зависит от свойств герметизирующего материала и лежит в интервале 70-110°C. Рулонный материал раскатывается вручную или при помощи погрузчика, а жидкий герметик распределяют при помощи автогудронатора. Расход герметика определяется экспериментально.
После этого производят укладку и предварительное уплотнение покрытия проезжей части дороги из термопластичных дорожностроительных материалов (например, асфальтобетонной смеси) одновременно с укладкой и предварительным уплотнением поверхности лотка из тех же материалов. Эта операция производится при помощи стандартного рабочего органа асфальтоукладчика. При этом герметизирующий материал, находящийся между двумя нагретыми слоями расплавляется, обеспечивая создание надежной герметизирующей прослойки и высокое сцепление между слоями. Формирование (выдавливание) поверхности лотка и окончательное уплотнение слоя производится специальным роликом, закрепленным в механизме для обрезки кромок, вместо дискового ножа на магистральном катке. Механизм позволяет регулировать усилие прижима ролика к поверхности лотка от прохода к проходу, обеспечивая повышение степени уплотнения (Фиг.3). Возможно также использование тротуарного катка, снабженного специальным бандажем на вальцах (Фиг.4). Форма поперечного сечения бандажа соответствует форме поперечного сечения лотка. Применение того или иного варианта дает одинаковые результаты зависит от технического оснащения строителей. Число проходов катка до достижения нормативного уплотнения определяется экспериментально. Устройство герметизирующей прослойки на поверхности лотка производится аналогично описанному ранее устройству ее между слоями. При этом по распределенному гидроизолирующему материалу необходимо выполнить 2-3 прохода катка для улучшения условий создания поверхностного слоя с замкнутыми порами. Таким образом, обеспечивается создание лотка с герметизирующими прослойками на его поверхности и между слоями. При этом увеличивается долговечность дорожной конструкции, улучшаются условия безопасности движения.