Световозвращатель дорожный
ROAD REFLECTOR

Область техники
Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к элементам дорожной разметки, обеспечивающим видимость этой дорожной разметки в темное время суток.
Уровень техники
Известно устройство - световозвращатель дорожный (патент РФ №81502, дата публикации 20.03.2009 г.). Световозвращатель дорожный содержит сферический диск, снизу которого размещен стержень. На боковой поверхности диска диаметрально противоположно имеются углубления, в которых закреплены с вето возвращающие элементы. В проточке корпуса световозвращателя установлен U-образный эластичный вкладыш, на торцах усов которого размещены элементы световозвращающие. Усы вкладыша возвышаются над корпусом световозвращателя. С нижней стороны усов в корпусе имеется полость, равная высоте возвышения усов над корпусом световозвращателя. Световозвращатель дорожный закреплен в дорожном полотне посредством втулок с винтами. Автомобиль при наезде колесом на усы эластичного вкладыша прогибает усы в полость и тем самым конструкция эластичного вкладыша предохраняется от повреждений. После проезда колеса по световозвращателю усы вкладыша возвращаются в исходное положение благодаря упругим свойствам эластичного вкладыша.
Недостатком известного технического решения является сложность изготовления и монтажа, наличие тонких деталей, подверженных быстрому износу, а также крепление винтами, которые при извлечении световозвращателя дорожного из дорожного полотна могут стать причиной повреждения шин проходящего транспорта.
Известно устройство - световозвращатель типа КД3 по ГОСТ 32866-2014 Межгосударственный стандарт. Дороги автомобильные общего пользования. Световозвращатели дорожные. Технические требования. Световозвращатель КД3 предназначен для разделения транспортных потоков противоположных и попутных направлений, обозначения пешеходных переходов и искусственных неровностей. Световозвращатели КД3 выполняют в виде полусферы или усеченной пирамиды. На одной или двух противоположных боковых поверхностях световозвращателя КД3 выполнены световозвращающие элементы. Для световозвращателя КД3 могут быть использованы различные оптические элементы: пленочные, призматические и сферические. При этом пленочные оптические элементы под действием факторов окружающей сред, а также под воздействием транспортных средств отслаиваются от световозвращателя. Призматические и сферические оптические элементы под действием факторов окружающей сред, а также под воздействием транспортных средств выпадают из световозвращателя, тем самым уменьшая его световозвращающую способность и надежность. Световозвращатели типа КД3 крепят на дорожное покрытие с помощью клея. Световозвращатели типа КД3, выполненные из металла, снабжены анкерами для крепления в дорожном покрытии. Возможно наличие отверстий для крепления световозвращателей типа КД3 к дорожному покрытию посредством шурупов. При этом в процессе эксплуатации под воздействием транспортных средств и климатических условий происходит разрушение клеевого слоя и отсоединение световозвращателя от дорожной разметки. В случае использования анкерного крепления или крепления посредством шурупов происходит их расшатывание и вырывание из дорожного покрытия, что несет опасность прокола для колес транспортных средств. Таким образом понижается надежность световозвращателя в целом.
Недостатком известного технического решения является низкая эксплуатационная надежность.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является катафот дорожный пластиковый, информация о котором размещена на сайте https://plasto.ru/viewpage.ph?page_id=406, дата обращения 24.08.2022 г.). Катафот выполнен из пластика. Световозвращающие элементы выполнены из световозвращающей пленки. Катафот выполнен по форме усеченной пирамиды со скругленными боковыми стенками. Световозвращающие элементы расположены на двух противоположных друг другу боковых стенках. Крепление катафотов к дорожному покрытию осуществляют посредством битумного клея. Под действием факторов окружающей среды происходит быстрый износ пленочного световозвращающего элемента и его отслойка от поверхности катафота, что негативно сказывается на надежности устройства в целом.
Недостатком прототипа является низкая эксплуатационная надежность.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что в световозвращателе дорожном, содержащем тело световозвращателя с поверхностной частью и оптические элементы, тело световозвращателя ограничено по крайней мере первой боковой поверхностью, второй боковой поверхностью и нижней поверхностью, поверхностная часть расположена со стороны по крайней мере первой боковой поверхности, оптические элементы выполнены встроенными в поверхностную часть за счет размещения и временного закрепления оптических элементов на внутренней поверхности заливочной формы, последующей заливки в заливочную форму рабочего материала тела световозвращателя, частичного обволакивания им оптических элементов, его последующего отверждения с образованием тела световозвращателя со встроенными в поверхностную часть оптическими элементами и отделения их от заливочной формы, в частном случае первая боковая поверхность и/или вторая боковая поверхность выполнены цилиндрическими, в другом частном случае оптические элементы выполнены в виде стеклошариков, в третьем частном случае оптические элементы выполнены в виде стеклошариков со с вето возвращающим слоем, расположенным на части стеклошариков, размещенной в поверхностной части, в четвертом частном случае световозвращающий слой выполнен зеркальным.
Краткое описание чертежей
Реализация изобретения поясняется чертежами (фиг. 1-9), где на фиг. 1 показан односторонний световозвращатель дорожный, установленный в дорожную разметку, в разрезе, на фиг. 2. показан двусторонний световозвращатель дорожный, установленный в дорожную разметку, в разрезе, на фиг. 3 показан односторонний световозвращатель дорожный с цилиндрической поверхностью световозвращающего элемента, установленный в дорожной разметке в разрезе, на фиг. 4 показано расположение световозвращателей дорожных на полосе дорожной разметки, на фиг. 5 показана форма для изготовления одностороннего световозвращателя дорожного, на фиг. 6-9 показаны этапы изготовления одностороннего световозвращателя дорожного.
На чертеже обозначены: первая боковая поверхность 1, нижняя поверхность 2, верхняя поверхность 3, тело световозвращателя 4, вторая боковая поверхность 5, поверхностная часть 6, оптический элемент 7, дорожная разметка 8, дорожное покрытие 9, торец 10, полость 11, форма 12, временный липкий слой 13, стеклошарики 14, защитный слой 15, рабочий материал 16.
Общие замечания
Согласно информации, приведенной в ГОСТ 32866-2014 Межгосударственный стандарт. Дороги автомобильные общего пользования. Световозвращатели дорожные. Технические требования:
п. 3.1 дорожный световозвращатель (катафот) представляет собой светосигнальное устройство со световозвращающим элементом (элементами) и элементами крепления, служащее для обозначения направления движения или местонахождения препятствия на дороге в темное время суток;
п. 3.2 с вето возвращающий элемент: Часть дорожного световозвращателя с оптическими элементами (элементом), возвращающими свет;
п. 3.5 световозвращающий элемент сферического типа: Часть дорожного световозвращателя, имеющая оптические элементы из отдельных сфер или изготовленная из пластины, имеющей оптические элементы в виде системы сфер;
п. 3.6 оптический элемент: Оптическая система, отражающая падающий на нее свет в направлении, близком к направлению его падения;
п. 3.7 рабочая поверхность оптического элемента: Поверхность оптического элемента, обеспечивающая эффект световозвращения.
Согласно п. 3.90 Свода правил 34.13330.2012 "Автомобильные дороги", утвержден приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 30 июня 2012 г. N266 дорожное покрытие представляет собой верхнюю часть дорожной одежды и состоит из одного или нескольких слоев соответствующего материала, например асфальтобетона. Материал дорожного покрытия состоит из смеси битума и минеральных зерен. Минеральные зерна полностью покрыты битумом так, что поверхностный слой дорожного покрытия состоит полностью из битума.
Согласно п. 3.1 ГОСТ 9128-2013 Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия. - минеральное зерно представляет собой частицу минерального материала (щебень, гравий, песок). Минеральное зерно представляет собой твердую составляющую асфальтобетона, из которого выполнено дорожное покрытие. Битум представляет собой связующее вещество в составе асфальтобетона, из которого выполнено дорожное покрытие, представляет собой твердые или смолоподобные продукты, смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных.
Согласно п. 3.1.1. ГОСТ Ρ 51256-2011. Разметка дорожная. Классификация. Технические требования. - 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.
Раскрытие изобретения
Основными элементами световозвращателя дорожного являются тело световозвращателя 4 с поверхностной частью 6 и оптическими элементами 7.
Тело световозвращателя 4 ограничено по крайней мере первой боковой поверхностью 1, второй боковой поверхностью 5 и нижней поверхностью 2. Тело световозвращателя 4 может быть выполнено в виде усеченной пирамиды, усеченного конуса, полусферы или любой другой формы. В частном случае (фиг. 5) тело световозвращателя 4 может быть выполнено продолговатым с треугольным или трапециевидным поперечным. При этом первая боковая поверхность 1 и/или вторая боковая поверхность 5 могут быть выполнены цилиндрическими (фиг. 3). Радиус скругления цилиндрической поверхности выполняют не меньшим, чем высота тела световозвращателя 4. При этом под высотой тела световозвращателя 4 понимают расстояние от нижней поверхности 2 до верхней поверхности 3 или до места примыкания первой боковой поверхности 1 ко второй боковой поверхности 5, для случая треугольного поперечного сечения. Далее описаны примеры выполнения тела световозвращателя 4 с трапециевидным поперечным сечением (фиг. 1-2). В случае трапециевидного поперечного сечения тело световозвращателя 4 дополнительно ограничено верхней поверхностью 3. Первая боковая поверхность 1 и вторая боковая поверхность 5 расположены с противоположных сторон тела световозвращателя 4 по отношению друг к другу. В случае выполнения тела световозвращателя 4 с треугольным поперечным сечением первая боковая поверхность 1 и вторая боковая поверхность 5 прилегают друг к другу. В случае выполнения тела световозвращателя 4 с трапециевидным поперечным сечением верхняя поверхность 3 и нижняя поверхность 2 расположены с противоположных сторон тела световозвращателя 4 в целом параллельно друг другу. При этом размеры верхней поверхности 3 выполнены меньшими, чем размеры нижней поверхности 2. Торцы 10 расположены с противоположных сторон тела световозвращателя 4 по отношению друг к другу. Торцы 10 выполнены меньшей площади, чем другие поверхности тела световозвращателя 4. Тело световозвращателя 4 выполнено вытянутым в направлении от одного торца 10 до другого торца 10. Тело световозвращателя 4 выполнено из материала, однотипного материалу, применяемому для изготовления дорожной разметки 8, например из холодного пластика или термопластика.
Тело световозвращателя 4 может быть снабжено дополнительными элементами, предназначенными для увеличения площади сцепления световозвращателя дорожного с дорожной разметкой 8 и повышения надежности крепления световозвращателя дорожного к дорожной разметке 8. Дополнительные элементы могут быть выполнены в виде выступов вблизи нижней поверхности 2, или в виде выступов на нижней поверхности 2, или в виде рифления на нижней поверхности 2. Также возможно выполнение дополнительных элементов на первой боковой поверхности 1 и/или второй блоковой поверхности 5 вблизи торцов 10, для предотвращения быстрого износы световозвращателя дорожного под действием колес транспортных средств.
Поверхностная часть 6 представляет собой часть материала тела светоотражателя 4, расположенную на его поверхности и вблизи этой поверхности.
Оптические элементы 7 в частном случае выполнены в виде стеклошариков 14 или стеклошариков 14 с нанесенным на часть их поверхности световозвращающим слоем. В качестве световозвращающего слоя могут быть использованы различные краски светлого типа (например, соответствовать координатам цветности, указанным в ГОСТ Ρ 51256-11, т.е. белому, оранжевому или желтому цвету) или зеркальные покрытия, выполненные из металла.
Оптические элементы 7 встроены в поверхностную часть 6 примерно на половину своего диаметра. При этом световозвращающий слой расположен со стороны оптического элемента 7, расположенной в теле световозвращателя 4, а именно в поверхностном слое 6. В частном случае оптические элементы 7 могут быть расположены в поверхностной части 6 со стороны первой боковой поверхности 1, со стороны второй боковой поверхности 5 (фиг. 1, 3) или со стороны первой боковой поверхности 1 и второй боковой поверхности 5, как показано на фиг. 2.
Дорожная разметка 8 представляет собой линии (пласты) расположенные на дорожном покрытии 9, выполненные контрастными по цвету к цвету дорожного покрытия 9. Один линейный размер (толщина) этого пласта много меньше двух других линейных размеров, но не менее 1 мм. Дорожная разметка 8 выполнена из материала, однотипного с материалом тела световозвращателя 4, например из термопластика или холодного пластика.
Световозвращатели дорожные располагают на линии дорожной разметки 8 в целом перпендикулярно направлению ее протяженности, а также в целом перпендикулярно направлению движения основного потока транспортных средств. При этом длина световозвращателя дорожного (в направлении от одного его торца 10 до другого его торца 10) выполнена меньшей или равной ширине полосы дорожной разметки 8. Световозвращатели дорожные устанавливают оптическими элементами 7 навстречу движения транспортных средств. Световозвращатель дорожный обращен к дорожной разметке 8 своей нижней поверхностью 2. Световозвращатель дорожный частично расположен в материале дорожной разметки 8. При этом, в частном случае, возвышение световозвращателя дорожного над уровнем дорожной разметки 8 составляет от 4 до 20 мм. Оптимальное расстояние между световозвращателями дорожными на дорожной разметке 8 составляет 46 высот световозвращателя дорожного.
Форма (или заливная форма) 12 представляет собой емкость для изготовления световозвращателя дорожного. Внутренними поверхностями формы 12 образована полость 11, обратная требуемой конфигурации световозвращателя дорожного (на фиг. 5 показана форма 12 для изготовления одностороннего световозвращателя дорожного с трапециевидным поперечным сечением).
Временный липкий слой 13 выполнен с обеспечением предотвращения прилипания рабочего материала 16 к внутренним поверхностям формы 12, а также с обеспечением прилипания к нему стеклошариков 14 и защитного слоя 15. Временный слой 13 может быть выполнен, например, из водной суспензии карбоната кальция.
Защитный слой 15 предназначен для предотвращения попадания стеклошариков 14 на внутренние поверхности формы 12, не предназначенные для формирования световозвращающего элемента (поверхностной части 6 со встроенными в нее оптическими элементами7). Защитный слой 15 может быть выполнен, например из лавсана.
Осуществление изобретения
В случае использования указанных выше элементов и средств, изобретение реализуется следующим образом.
На внутренние поверхности формы 12, образующие полость 11, наносят временный липкий слой 13. Толщину временного липкого слоя 13 задают таким образом, чтобы стеклошарики 14, применимые для изготовления оптических элементов 7, были погружены в него примерно на половину диаметра. Далее на внутренние поверхности, не предназначенные для формирования световозвращающего элемента, укладывают защитный слой 15.
Затем наносят стеклошарики 14 на еще не высохший временный липкий слой 13 с обеспечением их заглубления во временный липкий слой 13 на половину диаметра. Для нанесения может быть использовано специальное пневматическое оборудование, обеспечивающее погружение стеклошариков 14, придавая им кинетическую энергию, с помощью сжатого воздуха.
Производят снятие защитного слоя 15. Просушивают временный липкий слой 13 до его отверждения.
Далее на стеклошарики 14 наносят с вето возвращающий слой. В частном случае нанесение световозвращающего слоя осуществляют, например, путем вакуумной металлизации, с образованием зеркального световозвращающего слоя на поверхности стеклошариков 14, не погруженной во временный липкий слой 13.
Затем производят заливку в полость 11 рабочего материала 16, предназначенного для формирования тела световозвращателя 4 после его отверждения. При необходимости формирования дополнительных элементов, способствующих улучшению крепления, производят установку дополнительных элементов формы 12, например крышку для формирования выступов или рифлений на нижней поверхности будущего световозвращателя дорожного. Для формирования более плотной структуры световозвращателя дорожного форму размещают на вибрационном столе. Под воздействием вибрации происходит уплотнение рабочего материала 16, отделение и выведение пузырьков газа.
При этом рабочий материал 16 в текучем состоянии под действие силы тяжести (за счет значительной массы, в сравнении с массой стеклошариков 14), а также под воздействием вибрации растекается по всей форме 12, заполняя каждую пустоту и обволакивая каждый стеклошарик 14 со всех возможных сторон. Таким образом происходит надежная фиксация стеклошариков 14 в поверхностной части.
Далее заполненные формы 12 оставляют до отверждения рабочего материала 16 (схватывания холодного пластика или остывания термопластика) с образованием тела световозвращателя 4 со встроенными в поверхностную часть 6 оптическими элементами 7. Далее производят отделение их (тела световозвращателя 4 с встроенными в поверхностную часть 6 оптическими элементами 7) от заливочной формы. Т.е. после отверждения рабочего материала 16 извлекают из формы 12 световозвращатель дорожный с отвержденным временным липким слоем на его поверхностях (первой боковой поверхности 1, второй боковой поверхности 5, торцах 10 и, в частном случае, верхней поверхности 3). Смывают отвержденный временный липкий слой 13.
Используют полученные световозвращатели дорожные при изготовлении дорожной разметки 8. На дорожное покрытие 9 наносят холодный пластик или термопластик для формирования дорожной разметки 8.
В еще не застывший (вязкий) материал дорожной разметки 8 устанавливают световозвращатели дорожные нижней поверхностью 2 в дорожной разметке 8. При этом световозвращатели дорожные частично погружают в материал дорожной разметки 8. За счет выполнения световозвращателей дорожных из однотипного материала с материалом дорожной разметки 8, происходит формирование единого материального объекта, обладающего высотой прочностью соединения. Выполнение дополнительных элементов в виде выступов и/или рифлений обеспечивает увеличение площади сцепления световозвращателя дорожного с дорожной разметкой 8, и увеличивает надежность устройства в целом. При этом, за счет отсутствия в креплении металлических стержневых элементов, типа винтов и анкеров как в аналоге и прототипе, отсутствует возможность повреждения шин транспортных средств при случайном извлечении световозвращателя дорожного из дорожной разметки 8.
В процессе эксплуатации источники света, например фары автомобиля, испускают излучение, в том числе в виде видимого света. Большая часть световых лучей, падающих непосредственно на дорожное покрытие 9, поглощается. Часть световых лучей попадает на дорожную разметку 8 (разделительную полосу) с установленными световозвращателями дорожными. Световой луч частично отражается и, преломляясь, проходит во внутренний объем оптических элементов 7. Прошедшие сквозь оптические элементы 7 световые лучи почти в полной мере отражаются от границы раздела стекла и расположенного на поверхности стеклошарика 14 световозвращающего слоя. Большая часть этих отраженных световых лучей возвращается к источнику света. При этом, за счет расположения световозвращающих элементов (первой поверхности 1 с оптическими элементами 7 или второй боковой поверхности 5 с оптическими элементами 7) под углом к поверхности дорожного покрытия обеспечивают увеличение коэффициента световозвращения, по сравнению с горизонтальной дорожной разметкой 8 без световозвращателей дорожных. При этом создают шумовой эффект при проезде шины по линии разметки 8 с установленными на ней световозвращателями дорожными.
Оптические элементы 7 надежно удерживаются в материале световозвращателя дорожного, за счет размещения и временного закрепления оптических элементов 7 на внутренней поверхности заливочной формы 12, последующей заливки в заливочную форму 12 рабочего материала тела световозвращателя 4, частичного обволакивания им оптических элементов 7, его последующего отверждения и отделения его от заливочной формы 12.
Таким образом, за счет выполнения световозвращателя дорожного с совокупностью существенных признаков, описанных в формуле, обеспечивают повышение эксплуатационной надежности световозвращателя дорожного в целом.