Металлическая сетка для армирования асфальтобетонного покрытия
METAL MESH FOR REINFORCEMENT OF AN ASPHALT CONCRETE SURFACE

Настоящее изобретение относится к строительству и ремонту асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог, тротуаров, аэродромов и площадок различного назначения, а именно к конструкции сеток для армирования покрытий с целью предупреждения образования в них трещин и колей.
Известна принимаемая нами за аналог заявляемого изобретения полезная модель «Сетка для армирования дорожного покрытия» по патенту Китая CN 203373636. Целью ее создания была разработка сетки для армирования дорожного покрытия с устойчивой конструкцией, которую было бы нелегко повредить, и в то же время, чтобы она имела хорошее сцепление с дорожным покрытием, не допускала своего бокового смещения в покрытии и в целом обеспечивала повышение его прочности.
Полотно этой сетки выполнено из металлических продольных проволок, попарно скрученных друг с другом, образуя при этом шестиугольные ячейки, в которых скрученные части проволок (скрутки) являются боковыми сторонами ячеек. Кроме того, сетка снабжена поперечными стержнями, которые проходят через скрутки ячеек сетки и равномерно установлены по длине сетки.
В результате сетка вместе с установленными в ней поперечными стержнями образует трехмерную относительно устойчивую конструкцию, что обеспечивает удовлетворительное ее сцепление с покрытием, а также в определенной степени не допускает бокового смещения скруток при высоких нагрузках на дорожное полотно от тяжелых транспортных средств благодаря фиксации скруток поперечными стержнями.
При этом в продольном направлении препятствует смещению покрытия перпендикулярная продольному направлению соответствующая поверхность проволок и стержней, по сути выполняющих функцию шпонок (то есть шпонистость проволок и стержней).
Все это в целом повышает прочность дорожного покрытия. А устойчивость конструкции сетки позволяет повысить скорость и качество ее укладки.
В то же время недостатком данного аналога - полезной модели «Сетка для армирования дорожного покрытия» по патенту Китая CN 203373636 является относительно слабая фиксация скруток ячеек сетки поперечными стержнями из-за гладкой поверхности стержней. Это приводит к тому, что при высоких нагрузках на дорожное полотно от тяжелых транспортных средств скрутки вместе с покрытием проскальзывают вдоль стержней, то есть имеет место их боковое смещение, что способствует образованию в покрытии трещин и колей. Одновременно имеет место невысокая шпонистость сетки в продольном направлении опять-таки из-за круглой поверхности проволок и стержней. В результате эти поверхности не оказывают должного сопротивления смещению покрытия при высоких нагрузках на него и в продольном направлении, способствуя образованию в нем трещин и колей.
Эти недостатки аналога ограничивает эффективность его применения для строительства и ремонта дорожных покрытий, особенно предназначенных для восприятия высоких нагрузок на них от тяжелых транспортных средств.
В заявляемом изобретении «Металлическая сетка для армирования асфальтобетонного покрытия» используются следующие признаки полезной модели - аналога «Сетка для армирования дорожного покрытия»: также в заявляемом изобретении полотно сетки выполнено из металлических продольных проволок, попарно скрученных друг с другом, образуя при этом шестиугольные ячейки сетки, в которых скрутки являются боковыми сторонами этих ячеек. Кроме того, скрутки также зафиксированы поперечными стержнями, которые проходят через них. Такие стержни также равномерно установлены по длине сетки. В целом, также в заявляемом изобретении поперечные стержни вместе с сеткой образуют трехмерную устойчивую конструкцию.
Наиболее близким заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является изобретение «Армирующий мат для укрепления асфальта» по патенту РФ №2169811. В соответствии с этим изобретением, принимаемым нами за прототип, армирующий мат представляет собой сетку с шестиугольными ячейками, сплетенную из продольных проволок, в которых скрутки являются боковыми сторонами этих ячеек. Сетка снабжена укрепляющими элементами, проходящими в поперечном направлении сетки и установленными через равные интервалы по длине сетки. Продольные проволоки и укрепляющие элементы изготавливают преимущественно из стали, причем все они, как правило, оцинкованы. При этом укрепляющие элементы образованы из скрученных вокруг собственной оси профилированных проволок, имеющих прямоугольное поперечное сечение. Такие проволоки получаются при плоской прокатке проволок с круглым поперечным сечением, преобразуя их при этом в полосы с закругленными краями. Существенным отличием изобретения - прототипа является то, что укрепляющие элементы состоят из последовательных зон, имеющих одинаковую длину, при этом каждая из двух последовательных зон повернута вокруг собственной оси на угол 90° по отношению к предыдущей. Кроме того, существенным отличием изобретения-прототипа является то, что укрепляющие элементы прикреплены к скруткам сетки.
В результате сетка вместе с поперечными укрепляющими элементами образует трехмерную устойчивую конструкцию, которая хорошо сцепляется с асфальтом дороги. При этом прикрепленные к скруткам ячеек укрепляющие элементы не допускают смещения в стороны асфальта дороги, предотвращая образование трещин и колей в нем. Кроме того, в продольном направлении препятствуют смещаться асфальту дороги соответствующие поверхности вертикальных зон укрепляющих элементов вместе с соответствующими поверхностями проволок, совместно выполняющих функцию шпонок (то есть шпонистость укрепляющих элементов и проволок). Использование изобретения-прототипа в целом позволяет укрепить асфальт дороги и препятствует образованию в нем трещин и колей.
В то же время недостатком изобретения-прототипа «Армирующий мат для укрепления асфальта» по патенту РФ №2169811 является относительно невысокая шпонистость сетки в продольном направлении. Это имеет место в основном из-за того, что оказывают сопротивление продольному смещению асфальта и препятствует образованию в нем трещин и колей только соответствующие поверхности вертикальных зон укрепляющих элементов, в то время как равные им по длине горизонтальные зоны укрепляющих элементов практически не оказывают сопротивления смещению асфальта, особенно при высоких нагрузках на него от тяжелых транспортных средств.
Кроме того, к недостаткам изобретения - прототипа следует отнести его низкую технологичность из-за необходимости прикреплять (прочно присоединять) оцинкованные укрепляющие элементы к местам скрутки оцинкованных продольных проволок. А все известные способы соединения оцинкованных деталей - сварка, пайка, склеивание - требуют тщательной подготовки поверхностей, а также применения специальных средств и материалов. Все это ведет к удорожанию и удлинению срока изготовления сетки.
Эти недостатки изобретения-прототипа ограничивают эффективность его применения для строительства и ремонта дорожных покрытий, особенно предназначенных для восприятия высоких нагрузок на них от тяжелых транспортных средств.
В заявляемом изобретении «Металлическая сетка для армирования асфальтобетонного покрытия» используются следующие признаки изобретения-прототипа «Армирующий мат для укрепления асфальта» по патенту РФ №2169811: также полотно заявляемой сетки выполнено из продольных проволок, попарно скрученных друг с другом, образуя при этом шестиугольные ячейки, в которых скрученные части проволок (скрутки) являются боковыми сторонами ячеек. Кроме того, сетка также снабжена поперечными укрепляющими элементами, которые установлены через равные интервалы по длине сетки. Продольные проволоки и укрепляющие элементы также изготавливают из металла (преимущественно из стали), причем все они покрыты антикоррозионным материалом (как правило - оцинкованы). Укрепляющие элементы также в основном получаются при плоской прокатке проволок с круглым поперечным сечением, преобразуя их при этом в полосы с закругленными краями. Также укрепляющие элементы имеют прямоугольное поперечное сечение с закругленными краями и состоят из последовательных зон, при этом каждая из двух последовательных зон повернута вокруг собственной оси на угол 90° по отношению к предыдущей.
Технической задачей, поставленной перед созданием заявляемого изобретения, являлось расширение арсенала сеток для армирования (укрепления) асфальтобетонного покрытия, а техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, являлось устранение указанных недостатков аналога и прототипа.
Указанная техническая задача решается и соответствующий технический результат достигается благодаря тому, что заявляемое изобретение представляет собой металлическую сетку, полотно которой выполнено из продольных проволок, попарно скрученных друг с другом, образуя шестиугольные ячейки сетки, в которых скрутки являются боковыми сторонами этих ячеек. При этом ячейки сетки объединены между собой поперечными укрепляющими элементами, которые размещены в скрутках ячеек между проволоками и установлены через равные интервалы по длине сетки. Такие укрепляющие элементы получаются при плоской прокатке проволок с круглым поперечным сечением, преобразуя их при этом в полосы с закругленными краями. Эти элементы имеют прямоугольное поперечное сечение с закругленными краями и состоят из последовательных зон, в которых каждая из двух последовательных зон повернута вокруг собственной оси на угол 90° по отношению к предыдущей, Особенностью заявляемой сетки является то, что горизонтальные зоны укрепляющих элементов выполнены меньшей длины по сравнению с вертикальными. При этом сами поперечные укрепляющие элементы размещены в скрутках ячеек так, что внутри скруток между проволоками защемлены горизонтальные зоны укрепляющих элементов, а их вертикальные зоны за вычетом технологических зазоров занимают при этом всю ширину ячеек сетки между их скрутками. Продольные проволоки и поперечные укрепляющие элементы изготовлены из металла (преимущественно из стали), причем все они покрыты антикоррозионным материалом (как правило - оцинкованы).
В результате полотно заявляемой сетки вместе с поперечными укрепляющими элементами образует трехмерную устойчивую конструкцию, которая хорошо сцепляется с асфальтобетонным покрытием и препятствует образованию в нем трещин и колей.
При этом в продольном направлении заявляемая сетка обладает высокой шпонистостью благодаря тому, что ее в основном обеспечивают соответствующие поверхности вертикальных зон укрепляющих элементов, занимающих всю ширину ячеек сетки, вместе с соответствующими поверхностями проволок. Отметим, что у заявляемой сетки длина вертикальной зоны укрепляющих элементов в каждой ячейке примерно в 2 раза превышает длину аналогичной зоны у прототипа. Высокая шпонистость сетки препятствует при нагрузке на покрытие его сдвиговым деформациям в продольном направлении.
А в поперечном направлении предупреждает сдвиговые деформации асфальтобетонного покрытия при нагрузке на него и смещение в стороны вместе со скрутками защемление в скрутках горизонтальных зон укрепляющих элементов, а также их вертикальные зоны, которые занимают всю ширину ячеек и также не позволяют покрытию вместе со скрутками ячеек сетки даже при высоких нагрузках на покрытие смещаться в поперечном направлении вдоль укрепляющих элементов.
Конструкция заявляемого изобретения поясняется приведенными ниже чертежами.
На фиг. 1 показан вид сверху на сетку. На фиг. 2 - в увеличенном масштабе участок поперечного стержня.
м
Здесь: проволоки (1), (2), (3) до скручивания друг с другом были параллельны друг другу, а после скручивания расположены зигзагообразно по всей длине сетки. При скручиваний проволоки (1) с расположенной справа от нее проволокой (2) между ними формируются скрутки (6), (6'), (6''), а при скручивании проволоки (2) с расположенной справа от нее проволокой (3) между ними формируются скрутки (7), (7'). (7). И так далее - скручивают каждую расположенную слева продольную проволоку с расположенной справа от нее соседней проволокой и формируют скрутки между собой. В результате образуются шестиугольные ячейки сетки шириной «А» и длиной «В», в которых скрутки являются боковыми сторонами этих ячеек. Размеры ячейки выбирают в зависимости от размеров фракций используемой щебенки или другого наполнителя асфальтобетонного покрытия - они должны по крайней мере в два раза превышать размеры самых крупных фракций. Количество витков также может быть больше 1,5, как показано на фиг. 1. Кроме того, ячейки сетки объединены между собой поперечными укрепляющими элементами, которые размещены в скрутках между проволок. Эти элементы состоят из последовательных зон (4) и (5), в которых каждая из двух последовательных зон повернута вокруг собственной оси на угол 90° по отношению к предыдущей, При этом горизонтальные зоны (4) укрепляющих элементов выполнены меньшей длины по сравнению с вертикальными зонами (5). Сами укрепляющие элементы имеют прямоугольное поперечное сечение с закругленными краями и размещены в скрутках между проволоками так, что внутри скруток защемлены их горизонтальные зоны (4). При этом вертикальные зоны (5) укрепляющих элементов занимают всю ширину «В» ячеек сетки между скрутками. Поперечные укрепляющие элементы размещены в скрутках ячеек через равные интервалы «С» по длине сетки. Как вариант, как показано на рис. 1, каждый очередной поперечный укрепляющий элемент может быть размещен в скрутках каждого третьего ряда ячеек, следующего зарядом, в скрутках ячеек сетки которого размещен предыдущий укрепляющий элемент.
Воспринимает в продольном и поперечном направлении нагрузки на покрытие заявляемая сетка следующим образом.
В продольном направлении предотвращает появление сдвиговых деформаций асфальтобетонного покрытия при нагрузке на него и препятствует образованию в покрытии трещин и колей высокая шпонистость соответствующих поверхностей вертикальных зон (5) укрепляющих элементов, занимающих всю ширину «В» ячеек сетки, вместе с соответствующими поверхностями проволок, совместно выполняющих функцию шпонок.
А в поперечном направлении не допускает появления сдвиговых деформаций покрытия и препятствуют образованию трещин и колей в нем вертикальные зоны (5) укрепляющих элементов, занимающие всю ширину «В» ячеек. Одновременно с вертикальными зонами укрепляющих элементов не допускает поперечных сдвиговых деформаций в разные стороны защемление горизонтальных зон (4) укрепляющих элементов в скрутках между формирующими их проволоками.
Кроме того, в качестве примера приведены конкретные размеры элементов заявляемой сетки, которые, как показали расчеты по стандартным общепринятым методикам, достаточны для сеток, предназначенных для укрепления асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог.
Металлическая сетка может быть сплетена из оцинкованных стальных проволок диаметром 2,4 мм, скрутки образованы при свивке соседних проволок на 1,5 оборота. Шестиугольные ячейки сформированы с шириной «А»=100 мм и длиной «В»=80 мм.
В общем случае размеры ячеек выбираются в зависимости от размера фракций используемой щебенки или других наполнителей покрытия - они должны по крайней мере в два раза превышать параметры самых крупных фракций. Укрепляющие элементы могут быть выполнены с шириной в 7-8 мм и толщиной в 3 мм, с расстоянием между соседними элементами «С»=235 мм.
Заявляемое изобретение не ограничивается описанным и показанным примером его осуществления, поскольку возможны различные модификации, не выходящие за пределы сферы его действия.
Соответствие заявляемого изобретения критерию «промышленная применимость» подтверждается возможностью изготовления армированной сетки известными способами без необходимости разработки каких-либо специальных технологий, а также возможностью ее применения в различных целях. В том числе при строительстве и ремонте автомобильных дорог, тротуаров, аэродромов и площадок различного назначения.
Сравнение предлагаемого изобретения с другими известными в данной области техническими решениями позволяет сделать вывод, что оно вытекает из них неочевидным образом и, следовательно, соответствует критерию «изобретательский уровень».
Сравнение заявляемого изобретения с уровнем техники, известным из научно-технической и патентной документации на дату подачи заявки, не выявило устройства, которому были бы присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле, то есть совокупность существенных признаков заявляемого изобретения ранее не была известна. Следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
В целом, следует отметить, что преимущества заявляемого изобретения перед прототипом обеспечиваются представленной в его формуле совокупностью существенных признаков, каждый из которых выполняет свою функцию, а все вместе, во взаимосвязи, решают поставленную задачу расширения арсенала сеток для армирования асфальтобетонного покрытия путем создания заявляемого изобретения - «Металлической сетки для армирования асфальтобетонного покрытия», с обеспечения при этом технического результата - технологичности и предотвращения поперечных и продольных сдвиговых деформаций асфальтобетонного покрытия особенно при высоких нагрузках на него от тяжелых транспортных средств.