Система для сбора и удаления воды и влаги с проезжей части мостов и водоприемный водоотводящий лоток для неё
SYSTEM FOR COLLECTION AND REMOVAL OF WATER AND MOISTURE FROM BRIDGE ROADWAY AND WATER INTAKE WATER DISCHARGE TRAY FOR IT

Группа изобретений относятся к водоотводным и дренажным системам, а именно к системам для сбора и удаления поверхностной и дренажной (капиллярной) воды и влаги с проезжей части мостов и перекрытий, эстакад, мостовых сооружений, дорог, паркингов и т.п. сооружений. Преимущественное использование группы изобретений там, где дороги и мосты изготовлены из бетона или стали с такими поверхностями как асфальт или с поверхностями с открытыми порами дорожной одежды, доступными для проникновения воды. Изобретение предназначено для быстрого и надежного удаления как можно большего количества воды с дорожного покрытия.
Известны наружные прикромочные дренажные системы, образованные лотками с наружной вогнутой поверхностью, например, с применением прикромочных лотков. http://artgbi.ru/katalog/dorozhnoe-stroitelstvo-i-blagoustrojstvo/lotki-prikromochnye; https://ksk-stroybeton.ru/elementi-avtodorog/lotki-prikromochnie. Дорожные прикромочные водоотводные лотки устанавливаются по краям дороги в месте стыка обочины и проезжей части, осуществляют функцию приема и направления ливневых стоков в водоприемники непосредственно с проезжей части, что повышает безопасность движения, а также предотвращает размытие грунта и ослабление дорожного полотна. Стекающая вода несет с собой разнообразный мусор и пыль, которые загрязняют водоотводы, поэтому необходимо периодическое обслуживание этих систем. В данных системах вода с поверхности дорожного покрытия поступает непосредственно в открытый водоотводной канал и отводится в водоприемники. Так как данная система не должна мешать проезду автотранспорта, глубина данных каналов ограничена (<5 см.). Это приводит к ограничению производительности (пропускной способности) данного канала.
Известна «Дренажная система для сбора и удаления воды и влаги, в том числе и дренажной влаги, с проезжей части мостов, предпочтительно устанавливаемая в асфальтовом покрытии» по патенту №DE 102007033824, МПК Е01С 11/22, E03F 1/00, 22.01.2009 г.
Система состоит из состыкованных между собой по торцам металлических лотков, размещенных в теле дорожного полотна. Лотки имеют центральный водоотводной канал и два боковых водоприемных водоотводных канала с перфорированными наружными стенками для отвода дренажной воды из тела дорожной одежды. Все лотки снабжены водоприемными решетками, установленными на внешней стороне всех лотков.
Известен «Линейный водоотводной канал» по патенту РФ ПМ №157316, МПК E01D 19/00, с приоритетом 09.04.2015 г. которая выбрана в качестве прототипа. Данный водоотводной канал образован лотками, размещенными в теле дорожного полотна. Лотки состыкованы между собой по торцам и имеют центральный U-образный канал. Боковые стенки имеют ступенчатые профили, выполненные с образованием двух вертикальных участков и горизонтальных полочек для установки на них съемных металлических водоприемных решеток. Лотки могут быть выполнены из бетона, пластического материала, металлическими и т.д. Вода с поверхности дорожного покрытия поступает непосредственно внутрь водоотводного канала через водоприемные решетки. Данные дренажные системы не мешают проезду автотранспорта. Площадь сечения данных лотков существенно выше, чем площадь сечения вышеописанных прикромочных открытых водоотводных лотков, что повышает производительность водоотводного канала. Однако стекающая вода несет с собой разнообразный мусор и пыль, которые загрязняют водоотводы. Загрязненная дренажная система существенно снижает производительность водоотводного канала, поэтому необходимо периодическое обслуживание этих систем путем съема всех решеток и очистки всех лотков. Обслуживание подобных систем весьма трудоемко. Несвоевременное обслуживание приводит к полному засорению системы и невозможность отвода поверхностной воды.
В качестве прототипа для водоотводящего лотка и водоприемного водоотводящего лотка для системы водоотвода воды выбран лоток, описанный в патенте №147751, МПК E01D 19/08 с приоритетом от 30.07.2014 г. на полезную модель «Устройство для сбора и удаления влаги с проезжей части мостов и эстакад инженерных сооружений». Металлический лоток включает основание и присоединенные к нему два Z-образных профиля, вместе образующих U-образный лоток (желоб) со ступенчато изогнутыми боковыми стенками, закрываемый сверху чугунной решеткой. Верхняя часть боковой стенки упомянутого лотка, образованная вертикальной внешней плоскостью Z-образного профиля, и основание соединены перфорированной металлической полосой, с образованием бокового канала О-образного сечения, U-образный лоток в основании имеет сливной патрубок, а О-образные боковые каналы выполнены с дренажными трубками, соединенными с упомянутым сливным патрубком. Лоток снабжен промежуточной опорной стенкой, установленной вдоль основания внутри U-образного лотка с аркообразным проемом со стороны нижнего края. Горизонтальные верхние плоскости двух противоположных Z-образных профилей соединены между собой поперечными металлическими планками, также прикрепленными к промежуточной опорной стенке, и имеют отверстия для болтового крепления чугунной решетки. Z-образные профили имеют ревизионные окна.
К основному недостатку системы водоотведения следует отнести то, что быстрое засорение центрального водоотводного канала, ведет впоследствии к уменьшению его производительности водоотведения. К недостаткам можно отнести сложность его обслуживания, а именно необходимость чистки при его засорении. К недостаткам лотков следует отнести сложность их конструкции, а, следовательно, сложность их изготовления. Это обусловлено тем, что поперечный профиль лотков имеет Z-образный профиль боковых стенок лотка.
Предлагаемая группа изобретений для отведения воды позволяет решить следующие технические задачи:
- повысить производительность сбора и удаления воды всей дренажной системы (фактически вода транспортируется как внутренней, так и наружной частями водоотводных каналов);
- упростить обслуживание системы водоотведения (чистка только тех лотков, где установлены решетки-фильтры);
- повысить меж- ревизионный период обслуживания системы за счет того, что при частичном засорении внутренней части дренажного канала, вода транспортируется по наружной части водоотводного русла;
- упростить конструкцию лотков, а именно, поперечный профиль лотков, исключающий Z-образный профиль его боковых стенок, упрощает технологию их изготовления.
Технический результат, прежде всего, достигается тем, что система для сбора и удаления воды и влаги с проезжей части мостов и перекрытий содержащая размещенные в теле дорожного полотна, состыкованные между собой по торцам металлические лотки с центральным внутренним водоотводным каналом и съемные водоприемные решетки, размещенные с внешней стороны лотков, образована чередующимися между собой водоотводящими лотками с глухой внешней поверхностью и водоприемными водоотводящими лотками, снабженными водоприемными решетками, размещенными в отверстиях, выполненных с внешней стороны водоприемных водоотводящих лотков, причем внешние стороны всех лотков и водоприемных решеток выполнены с вогнутой поверхностью и образуют единое внешнее водоотводящее русло.
Систему целесообразно снабдить дополнительным водоприемным водоотводящим каналом с перфорацией внешней боковой стенки для отвода влаги из толщи дорожного полотна, размещенным, по крайней мере, у одной из боковой сторон центрального водоотводного канала.
По крайней мере, в дне одного из водоприемных водоотводящих лотков может быть выполнено водоотводящее отверстие, соединенное со сливным патрубком.
Если система водоотведения снабжена дополнительным водоприемным водоотводящим каналом для отвода влаги из толщи дорожного полотна и сливным патрубком, то в дне дополнительного водоприемного водоотводящего канала может быть выполнено отверстие, соединенное каналом с отверстием, выполненным в боковой стенке сливного патрубка.
Предпочтительно лотки снабдить продольной центральной вертикальной опорной стенкой для опоры на нее внешних сторон водоотводящих лотков и водоприемных водоотводящих лотков. В вертикальной опорной стенке может быть выполнено, по крайней мере, одно аркообразное отверстие, открытое со стороны нижнего края опорной стенки.
Вогнутая внешняя поверхность всех лотков и решеток может быть образована или обращенными друг к другу двумя плоскими поверхностями, или в поперечном сечении имеет трапециевидный профиль, или профиль, выполненный по радиусу, или плавный криволинейный профиль.
Крайние водоотводные лотки могут быть выполнены с глухим внешним торцом.
Водоприемные решетки могут быть установлены в отверстиях водоприемных водоотводящих лотков на опорных уголках. Причем под водоприемными решетками предпочтительно установить фильтрационные сетки.
Система может быть снабжена водоприемными решетками-фильтрами, установленными в отверстиях водоприемных водоотводных лотков на их дне, и которые имеют сотовую конструкцию из продольных и поперечных ребер, причем в ребрах решеток-фильтров выполнены дренажные отверстия, по крайней мере, часть которых в поперечных ребрах открыты со стороны дна лотков. Как вариант решетки-фильтры могут иметь сотовую конструкцию из продольных и поперечных ребер, причем продольные ребра опираются на дно лотка, а поперечные - отстоят от дна на расстоянии не менее 2 мм.
Для улучшения сцепления колес транспортных средств с поверхностями элементов системы водоотвода, они могут быть покрыты покрытием, содержащим, как минимум: гидроизолирующий слой-мембрану, износостойкий слой и шероховатый слой (например, бокситы), защищенный финишным лаком (не показано).
Второе изобретение - водоотводящий лоток для системы отвода воды, выполненный из металла и имеющий центральный водоотводящий канал, имеет глухую вогнутую поверхность внешней стороны водоотводящего лотка и образует внешнее водоотводящее русло. Его внешняя сторона может опираться на продольную центральную вертикальную опорную стенку, в которой выполнено, по крайней мере, одно аркообразное отверстие, открытое со стороны нижнего края опорной стенки.
Вогнутая внешняя поверхность данного лотка образована или обращенными друг к другу двумя плоскими поверхностями, или в поперечном сечении имеет трапециевидный профиль, или имеет профиль, выполненный по радиусу или плавный криволинейный профиль. Один из торцов лотка может быть выполнен глухим.
Водоотводящий лоток может быть снабжен дополнительным водоприемным водоотводящим каналом с перфорацией, например, в виде вертикальных прорезей до дна данного канала внешней боковой стенки, размещенным, по крайней мере, у одной из боковой стороны центрального водоотводного канала.
Третье изобретение - водоприемный водоотводящий лоток для системы отвода воды выполнен из металла и имеет центральный водоотводящий канал, снабжен водоприемной решеткой, размещенной в отверстии, выполненном с внешней стороны лотка, причем внешние стороны лотка и решетки выполнены с вогнутой поверхностью и образуют единое внешнее водоотводящее русло.
Водоприемный водоотводящий лоток может быть снабжен дополнительным водоприемным водоотводящим каналом с перфорацией, например, в виде вертикальных прорезей до дна данного канала внешней боковой стенки, размещенным, по крайней мере, у одной из боковой стороны центрального водоотводящего канала.
В дне водоприемного водоотводящего лотка может быть выполнено водоотводящее отверстие, соединенное со сливным патрубком
Если водоприемный водоотводящий лоток водоотведения снабжен дополнительным водоприемным водоотводящим каналом и сливным патрубком, то в дне дополнительного водоприемного водоотводящего канала может быть выполнено отверстие, соединенное каналом с отверстием, выполненным в боковой стенке сливного патрубка.
Внешняя сторона водоприемного водоотводящего лотка может опираться на продольную центральную вертикальную опорную стенку, в которой может быть выполнено отверстие, открытое со стороны нижнего края опорной стенки.
Вогнутая внешняя поверхность лотка и решетки может быть образована или обращенными друг к другу двумя плоскими поверхностями, или в поперечном сечении иметь трапециевидный профиль, или профиль, выполненный по радиусу или другой плавный криволинейный профиль.
Один из торцов описываемого лотка может быть выполнен глухим.
Водоприемную решетку целесообразно установить в отверстии водоприемного водоотводящего лотка на опорных уголках, закрепленных на его боковых стенках. Под водоприемной решеткой может быть установлена фильтрационная сетка.
Водоприемный водоотводящий лоток может быть снабжен водоприемной решеткой-фильтром, установленной в отверстии на его дне и которая имеет сотовую конструкцию из продольных и поперечных ребер, причем в ребрах решетки-фильтра выполнены дренажные отверстия, по крайней мере, часть которых в поперечных ребрах открыты со стороны дна лотка. Как вариант решетка-фильтр может иметь сотовую конструкцию из продольных и поперечных ребер, причем продольные ребра опираются на дно лотка, а поперечные - отстоят от его дна на расстоянии не менее 2 мм.
Сущность группы изобретений поясняется следующими чертежами.
На Фиг. 1, представлена система для сбора и удаления воды в аксонометрии; на Фиг. 2 - то же самое, что и на Фиг. 1, но с дополнительным водоприемным водоотводящим каналом, размещенным у передней стенки боковой стороны центрального водоотводного канала; на Фиг. 3 - то же самое, что и на Фиг. 1, но с дополнительными водоприемными водоотводящими каналами, размещенными у обеих боковых сторон центрального водоотводного канала и снабженного сливным патрубком; на Фиг. 4 - вид водоотводного лотка в аксонометрии; на Фиг. 5 - то же самое, что и на Фиг. 4, но с дополнительным водоприемным водоотводящим каналом, размещенным у передней стенки боковой стороны лотка; на Фиг. 6 - то же самое, что и на Фиг. 1, но с дополнительными водоприемными водоотводящими каналами, размещенными у обеих боковых сторон лотка; на Фиг. 7 - то же самое, что и на Фиг. 6 внешняя сторона которого не опирается на продольную центральную вертикальную опорную стенку; на Фиг. 8 - вид лотка в аксонометрии, один из торцов которого выполнен глухим; на Фиг. 9 представлен вид в аксонометрии водоприемного водоотводящего лотка с дополнительными водоприемными водоотводящими каналами, размещенными у обеих боковых сторон лотка; на Фиг. 10 - вид снизу то же самое, что и на Фиг. 6, при этом лоток снабжен сливным патрубком; на Фиг. 11 - вид водоприемного водоотводящего лотка с разрезом в зоне водоприемной решетки; на Фиг. 12 - вид водоприемного водоотводящего лотка с разрезом в зоне водоприемной решетки-фильтра; на Фиг. 13 - вид решетки-фильтра.
Как самостоятельное изобретение система 1 для сбора и удаления воды и влаги с проезжей части мостов и перекрытий содержит чередующиеся между собой металлические водоотводящие лотки 2 с глухой внешней поверхностью 3 и металлические водоприемные водоотводящие лотки 4. Водоприемные водоотводящие лотки 4 снабжены съемными водоприемными решетками 5, размещенными в отверстиях, выполненных с внешней стороны водоприемных водоотводящих лотков 4. Водоотводящие лотки 2 с глухой внешней поверхностью 3 и металлические водоприемные водоотводящие лотки 4 с решетками 5 могут чередоваться между собой с различным шагом, например, через один. Возможно любое другое чередование, например: за каждым водоприемным водоотводящим лотком 4 с решеткой устанавливают подряд три водоотводящих лотка 2 с глухой внешней поверхностью 3. Водоотводящие лотки 2 и водоприемные водоотводящие лотки 4 состыкованы между собой по торцам и образуют центральный внутренний водоотводной канал 6. Внешние стороны всех лотков 2, 4 и водоприемных решеток 5 выполнены с вогнутой поверхностью и образуют единое внешнее водоотводящее русло 7.
Для повышения жесткости внешнего водоотводящего русла 7 при проезде по нему транспортных средств, внешние стороны водоотводящих лотков 2 и водоприемных водоотводящих лотков 4, а также водоприемных решеток, могут опираться на продольную центральную вертикальную опорную стенку 8, при этом в ней целесообразно выполнить, по крайней мере, одно отверстие (не показано), открытое со стороны нижнего края опорной стенки 8 для обеспечения сообщения двух полостей центрального водоотводящего канала 6 разделенных опорной стенкой 8.
Для сбора и отвода воды дренажной (капиллярной) влаги из толщи дорожной одежды целесообразно, чтобы система 1 водосбора и водоотвода воды была снабжена, дополнительным водоприемным водоотводящим каналом 9 с перфорацией 10 внешней боковой стенки, размещенным, по крайней мере, у одной из боковой сторон центрального водоотводного канала 6. Целесообразно, чтобы перфорация 10 была выполнена в виде вертикальных прорезей до дна данного канала.
Для отвода воды из системы 1, по крайней мере, в дне одного из водоприемных водоотводных лотков 4, снабженного решеткой 5, выполнено отверстие, соединенное со сливным патрубком 11.
Если система 1 снабжена дополнительным водоприемным водоотводящим каналом 8, то в его дне выполнено отверстие, соединенное каналом 12 с отверстием, выполненным в боковой стенке сливного патрубка 11 (см. Фиг. 10).
Крайний водоотводной лоток 2 в системе водоотвода выполняют с глухим внешним торцом 13.
Водоприемные решетки 5 могут быть установлены в отверстиях водоприемных водоотводящих лотков 4 на опорных уголках 14. Под водоприемными решетками 5 целесообразно установить фильтрационные сетки 15.
Система водоотвода 1 вместо решеток 5, установленных вместе с фильтрационными сетками 15 на уголках 14, может быть снабжена водоприемными решетками-фильтрами 16, установленными в отверстиях водоприемных водоотводных лотков 4 на их дне. Решетки-фильтры 16 имеют сотовую конструкцию из продольных и поперечных ребер, причем в ребрах решеток-фильтров выполнены дренажные отверстия 17, по крайней мере, часть которых в поперечных ребрах открыты со стороны дна лотков 4. Водоприемные решетки-фильтры 16, как вариант, могут иметь сотовую конструкцию из продольных и поперечных ребер, причем продольные ребра опираются на дно лотка, а поперечные - отстоят от дна на расстоянии не менее 2 мм.
Как самостоятельное изобретение водоотводящий лоток 2 может быть использован как в описанной выше системе отвода воды, так и в других системах, например, в системах локального сбора и отвода дождевых и талых вод (под крышными водостоками, в придверных приямках, под поливочными кранами), где применяется принцип точечного дренажа с совмещением, поверхностного отвода воды.
Водоотводящий лоток 2 выполнен из металла и имеет центральный водоотводящий канал 6. Внешняя сторона водоотводящего лотка 2 имеет глухую вогнутую поверхность 3 и образует внешнее водоотводящее русло 7. Внешняя сторона водоотводящего лотка 2 может опираться на продольную центральную вертикальную опорную стенку 8, в которой может быть выполнено, по крайней мере, одно отверстие, открытое со стороны нижнего края опорной стенки 8. Вогнутая внешняя поверхность лотка образована или обращенными друг к другу двумя плоскими поверхностями, или в поперечном сечении имеет трапециевидный профиль, или имеет профиль, выполненный по радиусу или плавный криволинейный профиль. Один из торцов 13 водоотводящего лотка 2 может быть выполнен глухим.
Водоотводящий лоток 2 может быть снабжен, дополнительным водоприемным водоотводящим каналом 9 с перфорацией внешней боковой стенки, размещенным, по крайней мере, у одной из боковой стороны центрального водоотводного канала 6. Внешнюю боковую стенку дополнительного водоприемного водоотводящего канала 9 целесообразно выполнять с перфорацией в виде вертикальных прорезей 10 до дна данного канала.
Как самостоятельное изобретение водоприемный водоотводящий лоток 4 может быть использован как в описанной выше системе отвода воды, так и в других системах, например, в системах образованных исключительно данными водоприемными водоотводящими лотками 4, так и в сочетании с другими известными элементами поверхностного водоотвода.
Водоприемный водоотводящий лоток 4 выполнен из металла и имеет центральный водоотводящий канал 6, и водоприемную решетку 5, размещенную в отверстии, выполненном с внешней стороны водоприемного водоотводящего лотка 4, при этом внешняя сторона лотка 4 и решетки 5 выполнены с вогнутой поверхностью и образуют единое внешнее водоотводящее русло 7.
Лоток 4 может быть снабжен дополнительным водоприемным водоотводящим каналом 9 с перфорацией 10 внешней боковой стенки, размещенным, по крайней мере, у одной из боковой стороны центрального водоотводящего канала 6 лотка 4. Перфорация 10 внешней боковой стенки дополнительного водоприемного водоотводящего канала 9 может быть выполнена в виде вертикальных прорезей до дна данного канала.
В дне водоприемного водоотводящего лотка может быть выполнено водоотводящее отверстие, соединенное со сливным патрубком 11. Если водоприемный водоотводящий лоток снабжен дополнительным водоприемным водоотводящим каналом 9 с перфорацией внешней боковой стенки, размещенным, хотя бы у одной из боковых сторон центрального водоотводящего канала 6, а также снабжен сливным патрубком 11, то в дне дополнительного водоприемного водоотводящего канала может быть выполнено отверстие, соединенное каналом 12 с отверстием, выполненным в боковой стенке сливного патрубка 11.
Внешняя сторона водоприемного водоотводящего лотка 4 может опираться на продольную центральную вертикальную опорную стенку 8, в которой целесообразно выполнить, по крайней мере, одно отверстие, открытое со стороны нижнего края опорной стенки.
Вогнутая внешняя поверхность водоприемного водоотводящего лотка 4 и решетки 5 образована или обращенными друг к другу двумя плоскими поверхностями, или в поперечном сечении имеет трапециевидный профиль, или профиль, выполненный по радиусу или плавный криволинейный профиль.
Один из торцов 13 водоприемного водоотводящего лотка 4 может быть выполнен глухим.
Водоприемная решетка 5 может быть установлена в отверстии водоприемного водоотводящего лотка 4 на опорных уголках 14. Под водоприемными решетками 5 целесообразно установить фильтрационную сетку 15.
Водоприемный водоотводящий лоток 4 может быть снабжен водоприемными решеткой-фильтром 16, установленной в отверстии водоприемного водоотводного лотка 4 на его дне.
Решетка-фильтр 16 имеет сотовую конструкцию из продольных и поперечных ребер, причем в ребрах решеток-фильтров выполнены дренажные отверстия 17, по крайней мере, часть которых в поперечных ребрах открыты со стороны дна лотков 4. Водоприемная решетка-фильтр 16, как вариант, может иметь сотовую конструкцию из продольных и поперечных ребер, причем продольные ребра опираются на дно лотка, а поперечные - отстоят от дна на расстоянии не менее 2 мм.
Позицией 18 показаны ревизионные отверстия для дополнительных водоприемных водоотводящих каналов 9.
Система 1 для сбора и удаления воды и влаги, в том числе капиллярной, устанавливается в теле дорожного покрытия инженерного сооружения, например мостового, на гидроизоляционный слой. Водоотводящие лотки 2 с глухой внешней поверхностью 3 и водоприемные водоотводящие лотки 4 с водоприемными решетками 5 состыковываются между собой по торцам. Геометрические параметры водоотводящих лотков 2 и водоприемных водоотводящих лотков 4, их количество и периодичность их чередования определяется с учетом гидравлического расчета прогнозируемой производительности водосбора и водоотведения воды. Например, водоотводящие лотки 2 и водоприемные водоотводящие лотки 4 устанавливаются с шагом через один.
Поверхностная вода, прежде всего, транспортируется внешним водоотводящим руслом 7. Часть воды через водоприемные решетки 5 (или решетки-фильтры 16) поступает во внутренний центральный водоотводящий канал 6. Отвод воды из центрального водоотводящего канала 6 производится через сливные патрубки 11. Количество сливных патрубков 11, их диаметр и расположение в системе определяется также с учетом гидравлического расчета водосбора и водоотведения воды.
Капиллярная вода, собранная из толщи дорожного покрытия и с гидроизоляционного слоя через перфорированные стенки 10 дополнительных водоприемных водоотводящих каналов 9, отводится каналами 12 в сливные патрубки 11.
Использование водоприемных решеток-фильтров 16 существенно уменьшает вероятность засорения центрального водоотводящего канала 6.
В случае же засорения центрального водоотводящего канала 6 и до его очистки, поверхностная вода продолжает транспортироваться внешним водоотводящим руслом 7 и дополнительными водоприемными водоотводящими каналами 9, сохраняя функцию водоотвода всей системы.
Так как, часть водоотводящих лотков 2 выполнены с глухой внешней поверхностью, то уменьшается количество используемых водоприемных решеток 5, что снижает вероятность засорения всей системы водоотведения 1. Это, в свою очередь, повышает меж- ревизионный период и упрощает ее обслуживание.
За счет того, что внешние поверхности всех лотков 2, 4 и решеток 5 выполнены вогнутыми, образуя наружное водоотводящее русло 7, которое продолжает транспортировать поверхностную воду, при частичном засорении внутренней части дренажного канала 6. Наличие лотков 2 с глухой внешней поверхностью также ускоряет отвод собранной воды по внешнему водоотводящему руслу 7.