Автодорожный водоотводный лоток

Полезная модель относится к области дорожного строительства и благоустройства автомобильных дорог в части, касающейся приема дождевых и талых вод с поверхности дорожного полотна и отвода воды по откосу дорожной насыпи к точке, где вода может быть сброшена из автодорожного водоотводного лотка.
Из существующего уровня техники известны наиболее традиционные конструкции водоотводных лотков с дорожных насыпей, например лотки Б-7, Л-6, Б-6, Б-2 по альбомам типовых конструкций:
«Серия 3.503.1-66 Изделия сборные железобетонные водоотводных сооружений на автомобильных дорогах»;
«№819 Альбом водоотводных устройств на железных и автомобильных дорогах общей сети Союза ССР».
Существующие конструкции обладают рядом недостатков:
- большой вес, высокие затрата на транспортировку, необходимость спецтранспорта для перемещения лотков по строительной площадке;
- материал лотка бетон, хрупкий материал требует дополнительного внимания при логистике от завода и по стройплощадке,
- материал лотка бетон, обладает ограниченным запасом стойкости к циклам замораживания, что впоследствие сказывается на разрушении материала;
- вследствие литьевой технологии производства бетонных лотков нельзя выполнить шарнирные элементы для надежной стыковки лотков.
- отсутствует специальный лоток для стыковки к бордюру,
- на лотках отсутствуют специальные элементы, облегчающие дополнительное анкерное крепление лотка.
Известен ряд патентов на композитные лотки, которые частично устраняют приведенные выше недостатки.
Например, RU 136049 - система водоотводных лотков из полимера, содержащая три элемента, водоприемный раструб, водоотводной лоток и отводящий раструб с рассекателем потока, соединяемых заклепками. RU 2567257 - система водоотводных лотков из композитного материала, содержащая три элемента, водоприемный раструб, водоотводной лоток и отводящий раструб с рассекателем потока, соединяемых винтовым способом.
Недостатком этих и множества подобных решений является
- прямолинейная, неадаптивная геометрически система второго элемента системы (транзитного лотка)
- элементы скрепления модулей лотка при помощи металлических крепежей, могут коррозировать в процессе эксплуатации и терять разборные свойства конструкции.
- в случае RU 136049 неуказанные параметры материала определенного как полимер делают неопределенным и слишком размытым понимание его свойств и их возможных негативных характеристик, как например, если лоток изготовить из резины или клея являющихся тоже, по сути, полимерами.
- в случае RU 2567257 материал указан как композитный полимерный материал с послойной выкладкой, данный тип материала весьма трудоемок при производстве, имеет определенную вредность за счет применения различных смол и требует специализированных предприятий, которые не являются широко распространенными в промышленности по всему миру. Такой материал делает весьма сложным процесс автоматизации производства лотков для массового масштаба производства.
- В обоих случаях нет понимания, и это частично связано с непродуманной и несовершенной технологией изготовления, получения качественного реберного каркаса способного выполнять множество функций, таких как повышение прочности и жесткости лотка, так и создания на ребрах каркаса специальных конструктивных элементов для дополнительного крепления.
Известен также патент на полезную модель RU 140294 водоотвода, выполненного из композитного материала на основе полиэфирных смол и стекловолокна, состоящая из секции для сбора воды, водопроводной секции, секции отвода воды. Водопроводящая часть выполнена из модулей позволяющих геометрически адаптироваться к рельефу местности за счет возможности установки модулей лотков водопроводной секции под различными углами друг к другу. Базированием при соединении секций являются пазы на входе в модуль лотка и пластина на выходе из модуля лотка, пластина сопрягается с пазом.
Данное решение имеет много положительных решений по сравнению с бетонными лотками и с полимерными лотками рассмотренными выше:
- вес по сравнению с бетонными лотками,
- по сравнению с полимерными лотками здесь заложена адаптивность к рельефу местности, как и в бетонных лотках.
Данное решение наиболее близко отражает ряд полезных качеств системы водоотвода, и оно может служить прототипом. Вместе с тем решение обладает рядом недостатков, которые ограничивают возможность полноценного применения данной системы в массовом производстве и лишают систему ряда полезных качеств:
- материала на основе полиэфирных смол и стекловолокна является огромным недостатком, мешающим эффективному внедрению в массовое производство и накладывающим ограничения на конструкцию лотка;
- отсутствуют способы надежной фиксации модулей одного к другому,
- вследствие свойств материала практически недоступно получение качественного реберного каркаса способного выполнять множество функций, таких как повышение прочности и жесткости лотка, так и создания на ребрах каркаса специальных конструктивных элементов для дополнительного крепления, это технологические ограничения,
- секция для сбора воды как потенциально наиболее часто контактирующая с пешеходами (служба эксплуатации дорог) и чистящей техникой не обладает достаточными прочностными характеристиками и антивандальностью.
Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением является создание автодорожного водоотводного лотка: легкого, технологичного для массового производства, жесткого без применения стальной арматуры, адаптивного к рельефу местности, эстетично вписывающегося с контактирующими элементами дорожной инфраструктуры, прочно удерживаемого по месту монтажа.
Поставленная задача решается путем: выполнения автодорожного водоотводного лотка из термопластичного полимера методом литья под давлением, что позволяет выполнять изделие из прочного морозостойкого, химически стойкого, стойкого к ультрафиолету материала. Данный метод производства является наиболее гибким и адаптивным к серийному и массовому производству. Данным методом можно получать сложные реберные каркасы с отверстиями шипами проушинами для дополнительных способов крепления и зацепления лотков между собой. Данный метод производства позволяет очень легко получить лотки любого цвета, для эстетичного оформления элементов дорожной инфраструктуры приближая цвет лотков к цвету асфальта, бетона, травы, песка. Геометрически лоток должен обеспечивать адаптивность к рельефу местности за счет относительно короткой длины транзитных модулей и наличия шарнирного соединения. Наличие специальных отверстий обеспечивает возможность дополнительного анкерения любого модуля лотка к основанию, на которое он устанавливается.
Техническим результатом, достигаемым согласно показанных признаков, является создание надежного, легкого, прочного, адаптивного к рельефу установки, эстетичного, технологичного в крупносерийном производстве автодорожного водоотводного лотка из термопластичного полимера методом литья под давлением. Данный лоток может служить обоснованной заменой существующим аналогам в виде бетонных и композитных лотков.
Сущность заявленного устройства поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен автодорожный водоотводный лоток с примыкающим бордюром.
На фиг. 2 изображена водоприемная секция.
На фиг. 3 изображена водоприемная секция с заполнением бетоном.
На фиг. 4 изображена водоприемная секция, варианты стыковки к бордюру (вид сверху).
На фиг. 5 изображена шарнирная стыковка водоприемной секции с транзитной секцией.
На фиг. 6 изображена транзитная секция.
На фиг. 7 изображена проушина транзитной секции.
На фиг. 8 изображен вариант анкерного крепления транзитной секции в поперечном сечении.
Автодорожный водоотводный лоток, выполненный модульно из полимерного термопластичного материала, состоит из двух секций, первая водоприемная секция 1 (фиг.1) отвечает за прием воды с дорожного полотна, вторая секция 2 представляет собой несколько транзитных модулей водоотводного лотка. Водоприемная секция представляет собой лоток с внешним реберным каркасом 3, 4, имеет конфигурацию бортов 5, обеспечивающую бесступенчатое сопряжение с дорожным бордюрным камнем 6. Водоприемная секция может быть заполнена с нижней стороны бетоном 7, что позволяет получить более прочную конструкцию лотка в процессе эксплуатации. Данная секция имеет конфигурацию расширяющегося к входу лотка на виде в плане (фиг. 1). Это дает возможность конфигурировать водоприемную часть автодорожного водоотводного лотка, оптимизируя прием воды с поверхности дороги (фиг. 1). Причем конфигурация водоприемного лотка имеет симметричное исполнение, а варианты оптимизации выполняются при помощи бордюрного камня, что позволяет иметь всего одно исполнение верхней секции, а не три. На входе и с боков секция имеет планки 8, 9 позволяющие осуществлять надежное крепление секции к слоям дорожной одежды 10. С внешней стороны боковых стенок на выходе секция имеет два симметричных шипа 11 круглого сечения являющихся осями шарнирного соединения водоприемной секции с последующей транзитной секцией лотка 2. Ребра на донышке секции в зоне сопряжения 12 с последующим лотком имеют специальную конфигурацию высоты, оптимизированную для устранения зазора на стыке секции при различных углах положения секции относительно оси шарнира (фиг. 1).
Вторая секция состоит из линии последовательно соединенных модулей транзитных лотков отводящих принятую воду к точке сброса, все модули водоотводного лотка имеют донышко 13, стенки 14, ребра жесткости на стенках 15 и донышке 16. Шарниры для последовательного соединения модулей устроены следующим образом. С внешней стороны боковых стенок на выходе модули лотка имеют два симметричных шипа 17 круглого сечения являющихся осями шарнирного соединения с последующей транзитной секцией лотка. С внутренней стороны боковых стенок на входе в модуль проушина 18 с упругими фиксаторами шипа 19 в сопряженном состоянии обеспечивающими цилиндрическое шарнирное соединение шипа 17 и проушины 18. С внешней стороны лотка имеется система реберного каркаса 17 придающая жесткость лотку и имеющая конструктивные пазы 21 и отверстия 20 для осуществления различных вариантов крепления лотка к грунту 23 анкерами 24 или слоям дорожной одежды (фиг. 1). С внешней стороны на донышке выполнены анкерные шипы 25, позволяющие повысить надежность первичного крепления секций лотка при монтаже.
Технология производства
Автодорожный водоотводный лоток, выполненный модульно из полимерного термопластичного материала, методом литья под давлением в замкнутую форму. Вследствие прогрессивной технологии изготовления методом литья термопластичных материалов под давлением производство модулей автодорожного водоотводного лотка можно организовать на любом предприятии, обладающем термопластавтоматами, вне зависимости от отраслевой ориентации предприятия. Технология литья под давлением позволяет выполнить более продвинутый реберный каркас модулей лотка, а также более технологически просто реализовать элементы шарнирного зацепления модулей. Доступность термопластичных материалов в технике очень высока простота, такими материалами являются, например: полиэтилен, полипропилен, полиамид, поликарбонат, поливинилхлорид. Подавляющее число штучных деталей из пластика изготавливается из данных материалов методом литья под давлением. На сегодняшний день это самый удобный технологичный способ получения штучных деталей из полимеров, чего нельзя сказать о методах изготовления деталей из композитных материалов, которые плохо поддаются адаптации для крупносерийного и массового производства.
Процесс освоения изделия достаточно структурирован и прост. Изготавливается пресс-форма для литья под давлением пластиковой детали. Пресс-форма устанавливается на универсальное оборудование для литья термопластичного материала под давлением, загружается исходный материал в виде гранул, далее начинается рабочий цикл литья изделия. Из практики цикл изготовления подобного изделия составляет от 40 до 120 секунд. Бетон набирает прочность 28 дней, композитные полимерные материалы от нескольких минут до часов. Технология литья на термопластавтоматах также хорошо адаптирована для автоматического рабочего цикла.
Монтаж
Монтаж автодорожного водоотводного лотка выполняется по тем же принципам что и композитных полимерных лотков. Сначала устанавливается водоприемная секция, предварительно заполненная в донной части бетонной смесью. Далее к водоприемной секции подключаются транзитные лотки. Все лотки устанавливаются на подготовленное основание, согласно проектного решения. Лотки дополнительно фиксируются анкерами (фиг. 1). Водоприемная секция имеет возможность дополнительного крепления на входе и с боков через планки 8, 9 позволяющие осуществлять надежное крепление секции к слоям дорожной одежды 10. Выполняется стыковка бортов 5 водоприемного лотка с дорожным бордюрным камнем 6.
Преимущества данной полезной модели:
- технологичность производства литья пластика под давлением на термопластавтоматах (массовое производство),
- малый вес (логистика),
- адаптивность к рельефу установки (шарнирное крепление),
- эстетичнось (легкая вариативность по цвету),
- химическая, морозостойкость.