УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ГРУНТА

Полезная модель относится к области строительства, а именно предназначена для укрепления поверхности откосов, укрепления поверхности грунтов при рекультивации карьеров, благоустройстве свалок, для воссоздания или усиления существующего почвенного слоя в заповедниках, заказниках, национальных парках, восстановления нарушенного мохорастительного покрова в зоне вечной мерзлоты, устройства покрытия игровых или спортивных площадок.
Известны дерновые ленты, [ОДМ 218.2.078-2016. Методические рекомендации по выбору конструкции укрепления откосов земляного полотна автомобильных дорог общего пользования], нарезаемые и укладываемые на укрепляемой поверхности грунта. Укоренившийся дерн укрепляет поверхность, образуя естественный растительный покров. Достоинством дерновых лент является то, что это природный материал, может быть использован в национальных парках, заповедниках, заказниках, а также на спортивных и игровых площадках. Откосы, укрепленные дерном, имеют привлекательный внешний вид.
Недостаток заключается в значительном объеме ручного труда. Кроме того, при снятии дерна оголяется поверхность грунта, которая может быть подвержена эрозии до того, как на ней образуется растительный покров.
(19)
(11)
(13)
Наиболее близким к заявляемому изобретению того же назначения по максимальному количеству сходных признаков является устройство для укрепления поверхности грунта, выполненное из гибких полос, установленных на ребра и соединенных между собой линейными швами, расположенными в шахматном порядке, а полосы выполнены из нетканого геотекстиля, изготовленного из натуральных волокон или смеси натуральных и синтетических волокон, и упрочнены аппретированием и прямолинейными или зигзагообразными строчеными швами [Патент на изобретение  RU  2 180 030  С1 от 30.03.2001].
В процессе монтажа устройство устанавливают на укрепляемой поверхности грунта, растягивают, при этом между гибкими полосами образуются ячейки.
Ячейки могут быть засыпаны растительным грунтом с последующим посевом семян. Спустя несколько лет натуральные волокна стенок ячеек разлагаются, к этому времени растения укореняются. Образуется естественный почвенно-растительный покров с ровной поверхностью, имеющий привлекательный внешний вид.
Устройство имеет следующие недостатки.
1. Прошив ткани строчеными швами и аппретирование нетканого геотекстиля существенно повышают стоимость изделия за счет значительных дополнительных трудозатрат, и стоимости аппрета. Аппретирование достаточно трудоемкая операция. Если же геотекстильные полосы не укреплять, полосы сминаются и заполнение ячеек грунтом сложно осуществить.
2.Вызывает сомнения эффективность аппретирования. Многие аппреты (крахмал, поваренная соль и др.) при первом намокании растворяются, материал утрачивает жесткость, сминается и перестает удерживать грунт с семенами, т.е. утрачивает свою функцию.
3. До тех пор, пока стенки ячеек не разложились, корни не могут проникать из одной ячейки в другую, что замедляет формирование дернины. Дерновой покров эффективен для укрепления грунтовой поверхности тогда, когда он образует развитую на большой площади корневую систему, корни растений переплетаются и удерживают грунт. Перфорация стенок, обеспечивающая возможность свободного разрастания корневой системы, не предусмотрена, возможно, из-за того, что процесс перфорирования может повредить укрепленную аппретированием и строчеными швами поверхность полосы.
Целью данного технического решения является снижение стоимости устройства и повышение его эффективности.
Поставленная цель достигается тем, что гибкие полосы, установленные на ребра и соединенные между собой линейными швами, расположенными в шахматном порядке, выполнены из материала, полученного из натуральных волокон путем прессования, и перфорированы. Полосы могут иметь дополнительный слой с семенами растений.
Технический результат достигается тем, что материал, полученный из натуральных волокон путем прессования, например, картон упаковочный гофрированный, удешевляет производство, поскольку исключаются операции прошива и аппретирования. Также предлагаемый материал позволяет полосам (стенкам ячеек) выполнять другие функции: размещение семян, защиту семян от птиц в процессе прорастания, создание семенам питательной среды в процессе разложения полос. Появляется возможность развития корневой системы растений благодаря перфорации.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где изображено:
на фиг. 1 - заявленное устройство;
на фиг. 2 - заявленное устройство спустя 1 год после его установки;
на фиг. 3 - заявленное устройство спустя 3 года после его установки.
Заявленное устройство содержит гибкие полосы (стенки ячеек) 1 из материала, полученного из натуральных волокон путем прессования, например, картона (упаковочный гофрированный), с перфорационными отверстиями 2, скрепленные между собой в шахматном порядке швами 3. Полосы могут иметь слой с семенами растений.
Заявленное устройство работает следующим образом. На оголенной минеральной поверхности 4 устроен выравнивающий грунтовый слой 5, на выравнивающем слое установлена ячеистая конструкция 6, состоящая из скрепленных швами полос 1. Ячейки заполнены растительным грунтом 7. Если полосы не имеют слоя с семенами, осуществляется посев семян (как правило, гидропосев). В течение 1-3 лет после установки устройства развивается корневая система 8 растений, к этому же времени стенки ячеистой конструкции 6 разлагаются, образуется естественный почвенно-растительный покров с ровной поверхностью, имеющий привлекательный внешний вид.
Наличие полос с семенами позволяет исключить посев трав. При небольшой ячейке (например, 15×15 см) быстро разрастающиеся травы (например, полевица побегоносная) в течение одного летнего сезона в условиях климата средней полосы России способны заполнить поверхность грунта, ограниченную стенками ячейки.
Устройство может быть использовано при создании естественного почвенно-растительного покрова на пологих склонах и откосах насыпей, если условие (1) соблюдается, тогда ячеистая конструкция с грунтом удерживается на откосе за счет силы трения:
где α - угол откоса;
ϕ - угол внутреннего трения заполнителя ячеек.
Обычно условие (1) соблюдается при крутизне откоса 1:1,6 и положе.
Эффективность заключается в уменьшении стоимости заявленного устройства при улучшении результата: материал, полученный из натуральных волокон путем прессования, например, картон упаковочный гофрированный является дешевым материалом, производство которого полностью механизировано, несминаемым при нагрузке, создаваемой насыпаемым грунтом. Стоимость полос из упаковочного картона ниже стоимости аппретированных и укрепленных строчеными швами полос геотекстиля. Перфорация в полосах (стенках ячеек) позволяет свободно развиваться корневой системе растений. Слой с семенами (приклеенный лист бумаги с семенами снаружи полосы либо размещенный внутри полосы в процессе формовании картона) позволит исключить операцию посева трав.