ЭЛЕМЕНТ СБОРНОГО ПОКРЫТИЯ ДОРОЖЕК

Полезная модель относится к области дорожного строительства, а более конкретно, к конструкции элементов сборного покрытия преимущественно дорожек, например садовых, пешеходных, велосипедных.
Из достигнутого уровня техники известно (см. «Строительство», Энциклопедия современной техники, изд. «Советская энциклопедия» М., т. 1, 1964, с. 55÷58), что введение в цемент асбеста (при весовом соотношении цемента и асбеста от 89:11 до 80:20) существенно улучшает такие механические свойства цементного камня, как прочность на растяжение, прочность при изгибе, а также ударную вязкость, при этом дальнейшее повышение содержания асбеста не улучшает значительно упомянутые механические свойства асбестоцементных изделий, а приводит к существенному снижению их плотности. Высокие значения перечисленных выше механических параметров асбестоцементных изделий обуславливают их широкое использование во многих областях строительства, в частности, прессованные и непрессованные плоские асбестоцементные листы и плитки давно используются не только для покрытия кровель, облицовки наружных стен и ограждения балконов и лоджий жилых и общественных зданий, но и для внутренней отделки стен и перегородок вспомогательных помещений жилых и общественных зданий, а также для ограждения лестниц. Однако низкая износостойкость гладкой лицевой поверхности прессованных и непрессованных плоских асбестоцементных листов и плиток долгое время являлось сдерживающим фактором для использования упомянутых асбестоцементных изделий в области дорожного строительства, пока рынок не представил широкий ассортимент высокотехнологичных полимерных строительных клеев.
2
Достигнутый уровень в упомянутой области техники характеризует элемент для сборного покрытия дорожек, взятый в качестве прототипа и содержащий плоское твердое основание с лицевой и опорной поверхностями, при этом плоское твердое основание выполнено сплошным из прессованного материала на основе затвердевшего портландцемента, содержащего волокна асбеста и имеющего предел прочности при изгибе 20÷25 МПа и ударную вязкость 2,0÷2,5 кгс·см/см, а на лицевой поверхности плоского твердого основания размещено покрытие толщиной от 10 до 50 мм, которое выполнено эластичным из смеси на основе резиновой крошки с размерами частиц от 10 мкм до 5 мм, содержащей от 8 до 25 мас.% полиуретана или олигоэфиракрилата в качестве связующего, при этом в покрытии со стороны ее внешней поверхности выполнены концентрические или взаимно пересекающиеся под углом от 30 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 внешней (рабочей) поверхности с выступами квадратной, прямоугольной и треугольной формы. Кроме того, в предпочтительном воплощении полезной модели покрытие посредством клея закреплено на лицевой поверхности плоского твердого основания (Иванов В.В. RU 96870, U1, 2010).
Прототип имеет следующие недостатки.
2
Использование для изготовления плоского твердого основания материала с невысокими механическими параметрами (с пределом прочности при изгибе 20÷25 МПа и ударной вязкостью 2,0÷2,5 кгс·см/см), а также недостаточно высокая стойкость к износу расположенного на лицевой поверхности плоского твердого основания покрытия из смеси на основе резиновой крошки, содержащей от 8 до 25 мас.% полиуретана или олигоэфиракрилата в качестве связующего, приводит к снижению эксплуатационных качеств покрытия дорожек.
Кроме того, большая толщина упомянутого покрытия (от 10 до 50 мм) приводит к существенному увеличению расхода дорогостоящего связующего на единицу площади покрытия дорожек, а следовательно, к удорожанию покрытия дорожек. К другим факторам, также приводящим к увеличению стоимости известного из уровня техники элемента сборного покрытия дорожек следует отнести:
- значительные трудозатраты на изготовление однородной смеси, содержащей резиновую крошку и полимерное связующее;
- значительные трудозатраты при нанесении упомянутой смеси ровным слоем достаточно большой толщины на всю лицевую поверхность плоского твердого основания, особенно на участках, расположенных вблизи его краев;
- значительные трудозатраты, связанные с формированием рифленой внешней (рабочей) поверхности покрытия.
Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по повышению эксплуатационных качеств элемента сборного покрытия дорожек, за счет существенного повышения прочности плоского твердого основания и повышения износостойкости нанесенного на его лицевую поверхность покрытия, при одновременном существенном снижении трудозатрат на формирование покрытия с противоскользящей верхней (рабочей) поверхностью и расхода связующего на единицу площади покрытия дорожек.
Поставленная задача решена тем, что в элементе сборного покрытия дорожек, содержащем плоское твердое основание с лицевой и опорной поверхностями, а также размещенное на его лицевой поверхности покрытие, согласно полезной модели, плоское твердое основание выполнено из доски асбестоцементной электротехнической дугостойкой, а покрытие включает клей на основе полиуретана с коэффициентом эластичности от 14 до 22% в затвердевшем состоянии и твердые частицы, которые однослойно равномерно распределены и покрывают всю площадь лицевой поверхности плоского твердого основания, при этом твердые частицы являются фракцией крошки, по крайней мере, одного материала горной породы, выбранного из группы, содержащей гранит, мрамор, кварцит, яшму, змеевик, шунгит и известняк, и посредством пескоструйного аппарата внедрены в нанесенный на лицевую поверхность плоского твердого основания ровный слой упомянутого клея, а минимальный размер твердых частиц во фракции крошки не меньше толщины слоя упомянутого клея, нанесенного на лицевую поверхность плоского твердого основания.
Преимущество патентуемого элемента сборного покрытия дорожек, по сравнению с прототипом, заключается, с одной стороны, в обеспечении более высоких его эксплуатационных качеств за счет:
2
2
- существенно более высоких прочностных показателей плоского твердого основания, выполненного из доски асбестоцементной электротехнической дугостойкой (далее «АЦЭИД», согласно ГОСТу 4248-92), имеющей в зависимости от марки предел прочности при изгибе от 35 до 50 МПа (в прототипе от 20 до 25 МПа), а также в зависимости от толщины АЦЭИДа ударную вязкость от 4,0 до 6,0 кгс·см/см (в прототипе от 2,0 до 2,5 кгс·см/см;
- существенно более высокой износостойкости шероховатой верхней (рабочей) поверхности покрытия, образованного равномерно распределенными по всей площади лицевой поверхности плоского твердого основания твердыми частицами, которые характеризуются более высокими прочностными характеристиками по сравнению с резиновой крошкой, поскольку являются фракцией крошки, по крайней мере, одного материала горной породы, выбранного из группы, содержащей гранит, мрамор, кварцит, яшму, змеевик, шунгит и известняк;
- высокой стойкости упомянутого покрытия к многократным циклам замораживания - размораживания, поскольку упомянутые твердые частицы соединены между собой и с лицевой поверхностью плоского твердого основания с помощью клея на основе полиуретана с коэффициентом эластичности от 14 до 22% в затвердевшем состоянии.
С другой стороны, патентуемое покрытие (по сравнению с прототипом) существенно проще в изготовлении, не требует большого расхода достаточно дорогостоящего клея на единицу площади поверхности покрытия и имеет шероховатую (иными словами, характеризующуюся высокими противоскользящими свойствами) поверхность, которая образуется одновременно с формированием покрытия на лицевой поверхности плоского твердого основания, а не за счет проведения (как в прототипе) после нанесения покрытия дополнительных операций по формированию у него рифленой верхней поверхности.
Другие технические результаты, достигаемые при использовании патентуемой полезной модели станут ясными из дальнейшего изложении сущности патентуемой полезной модели.
На чертеже схематично изображено поперечное сечение элемента сборного покрытия дорожек.
Элемент сборного покрытия дорожек (см. чертеж) содержит плоское твердое основание 1 с лицевой 2 и опорной 3 поверхностями, а также размещенное на его лицевой поверхности 2 покрытие, которое включает клей 4 на основе полиуретана с коэффициентом эластичности от 14 до 22% в затвердевшем состоянии, а также твердые частицы 5, которые однослойно равномерно распределены и покрывают всю площадь лицевой поверхности 2 плоского твердого основания 1, при этом твердые частицы 5 являются фракцией крошки, по крайней мере, одного материала горной породы, выбранного из группы, содержащей гранит, мрамор, кварцит, яшму, змеевик, шунгит и известняк. Твердые частицы посредством пескоструйного аппарата внедрены в нанесенный на лицевую поверхность плоского твердого основания ровный слой упомянутого клея, а минимальный размер твердых частиц во фракции крошки не меньше толщины слоя упомянутого клея, нанесенного на лицевую поверхность плоского твердого основания.
Патентуемый элемент сборного покрытия дорожек изготавливается следующим образом. На сухую и чистую от пыли и других загрязнений лицевую поверхность 2 плоского твердого основания 1 элемента сборного покрытия дорожек, выполненного из АЦЭИДа (в предпочтительном воплощении полезной модели) с геометрическими размерами и механическими параметрами (маркой), соответствующими ГОСТ 4248-92, наносят (например, предпочтительно с помощью валика) ровный слой клея 4 на основе полиуретана, имеющего, предпочтительно, толщину от 1,0 до 2,5 мм, поскольку, как было установлено, нанесение на поверхность АЦЭИДа ровных слоев клея 4 меньшей и большей толщины приводит не только к увеличению трудозатрат, но и к необходимости использования при осуществлении этой операции приспособлений. В качестве клея 4 используют однокомпонентный или двухкомпонентный клей на основе полиуретана с коэффициентом эластичности от 14 до 22% в затвердевшем состоянии, например клеи марки «Каменьсхват К - 136/82», «Каменьсхват ДПС - 2/01», имеющие упомянутый коэффициент эластичности 18%. Предпочтительно сразу же после нанесения слоя клея 4 на лицевую поверхность 2 плоского твердого основания 1 в него с помощью пескоструйного аппарата равномерно и однослойно распределяя по всей площади лицевой поверхности 2 плоского твердого основания 1 и полностью покрывая ее внедряют твердые частицы 5, которые являются фракцией крошки, по крайней мере, одного материала горной породы, выбранного из группы, содержащей гранит, мрамор, кварцит, яшму, змеевик, шунгит и известняк (ГОСТ 8267-93), при этом минимальный размер твердых частиц 5 во фракции крошки не меньше толщины слоя упомянутого клея 4, нанесенного на лицевую поверхность 2 плоского твердого основания 1 (предпочтительно фракция 2-5 по ГОСТ 8267-93). Иными словами, в зависимости от конкретных требований к элементу сборного покрытия дорожек твердые частицы 5 представляют собой или крошку одного из упомянутых материалов горных пород, или однородную смесь крошек, в большинстве практически важных случаях, двух или трех упомянутых материалов. После соответствующей марке клея 4 выдержки, например, в течение 24 часов, клей 4 затвердевает и клеевые соединения между твердыми частицами 5 и между твердыми частицами 5 и лицевой поверхностью 2 плоского твердого основания 1 приобретают конечные прочностные характеристики.
Благодаря использованию пескоструйного аппарата не только упрощается процесс изготовления патентуемого покрытия, но и обеспечивается погружение каждой твердой частицы 5 на всю толщину слоя клея 4 (до контакта каждой твердой частицы 5 с лицевой поверхностью 2 плоского твердого основания 1), а, следовательно, обеспечивается наибольшая для каждой твердой частицы 5 площадь клеевого соединения вне зависимости от толщины слоя клея 4. При этом непокрытые клеем 4 верхние участки твердых частиц 5 образуют шероховатую верхнюю (рабочую) поверхность патентуемого покрытия, обладающую не только высокими противоскользящими характеристиками, но и более высокой износостойкостью по сравнению с прототипом, поскольку используемые в патентуемом покрытии твердые частицы 5 характеризуются более высокими прочностными свойствами по сравнению с используемой в прототипе резиновой крошкой.
Как уже отмечалось выше соединение твердых частиц 5 между собой и с лицевой поверхностью 2 плоского твердого основания 1 с помощью клея 4 на основе полиуретана с коэффициентом эластичности от 14 до 22% в затвердевшем состоянии обеспечивает высокую стойкость патентуемого покрытия к многократным циклам замораживания - размораживания, при этом было установлено, при коэффициенте эластичности клея 4 в затвердевшем состоянии меньшем 14% стойкость патентуемого покрытия к многократным циклам замораживания - размораживания заметно ухудшается, а использование клея 4 с коэффициентом эластичности в затвердевшем состоянии, превышающем 22%, не приводит к заметному изменению стойкости патентуемого покрытия к многократным циклам замораживания - размораживания. Здесь необходимо отметить, что эластичность упомянутых выше клеевых соединений обеспечивает также за счет их упругой деформации податливость твердых частиц к небольшим смещениям при воздействии на них рабочей нагрузки (веса тела пешехода). В результате в процессе перемещения пешехода по покрытию дорожек имеет место эффективное разрушение тонких ледяных образований, появляющихся на покрытии во время оттепели в холодное время года и межсезонье, а, следовательно, обеспечивается повышение эксплуатационных качеств элемента сборного покрытия дорожек. Кроме того, повышение эксплуатационных качеств патентуемого элемента сборного покрытия дорожек обеспечивается также тем, что шероховатость верхней (рабочей) поверхности элемента сборного покрытия дорожек обеспечивает ускорение оттаивания тонких ледяных образований, появляющихся на покрытии во время оттепели в холодное время года и межсезонье, за счет более быстрого прогрева непокрытых клеем 4 верхних участков твердых частиц 5.
Затем из полученной заготовки большого размера посредством резки формируют элементы сборного покрытия дорожек требуемого размера и формы. Однако в ряде случаев может оказаться более предпочтительным проведение сначала операции по формированию из доски асбестоцементной электротехнической дугостойкой плоского твердого основания 1 требуемого размера и формы, а затем провести операции по формированию на его лицевой поверхности 2 патентуемого покрытия. Однако в этом случае себестоимость покрытия увеличивается.
Патентуемые элементы сборного покрытия дорожек укладывают в покрытие без использования вяжущего вещества в составе подстилочного слоя, например, следующим образом. На грунт укладывают выравнивающий слой песка, который увлажняют, а потом утрамбовывают с помощью трамбовок и легких катков до достижения необходимой плотности. На поверхность выравнивающего слоя наносят рыхлый влажный песок без вяжущего вещества, который создает подстилочный слой. Затем на подстилочный слой укладывают выполненные под размер покрываемой дорожки патентуемые элементы сборного покрытия дорожек.
Проведенные испытания подтвердили высокие эксплуатационные качества элемента сборного покрытия дорожек, а также возможность использования его для покрытия различных площадок (детских, для стоянки автомобиля, для пикника) на приусадебных участках или во дворе жилого комплекса.