ДОРОЖНОЕ ОГРАЖДЕНИЕ

Полезная модель относится к обустройству автомобильных дорог, в частности, к дорожным ограждениям, устанавливаемым по бокам дорог или вдоль линии, разделяющей полосы со встречным движением транспорта на автомагистралях.
Дорожные ограждения устанавливаются для обеспечения безопасности передвижения транспортных средств и смягчения последствий аварий путем предотвращения выезда транспортных средств за пределы проезжей части дороги и на полосу встречного движения.
Для реализации этого назначения, с учетом больших скоростей передвижения транспортных средств и их массивности, ограждения должны иметь высокую прочность (несущую способность) и обладать демпфирующими свойствами для снижения сил, возникающих при соударении с ними транспортных средств.
Исходя из требований высокой прочности, наибольшее распространение получили дорожные ограждения, выполненные из бетона [1] и стали [2].
Бетонные ограждения, как правило, представляющие собой ряд бетонных блоков, достаточно просты, обладают высокой прочностью, но при этом они весьма массивны и практически не обеспечивают демпфирование ударных нагрузок.
Известные стальные ограждения, выполненные в виде закрепленных на опорах профилированных полос (панелей) способны воспринимать значительные нагрузки и осуществлять их демпфирование за счет упругости и пластической деформации их элементов конструкции. Однако степень демпфирования ударных нагрузок не велика, а стремление ее повысить приводит к усложнению конструкции ограждения, ее массивности и удорожанию. Кроме того, стальные ограждения подвержены коррозии и требуют ухода и периодической замены.
Наиболее близким известным из уровня техники аналогом заявляемой полезной модели является дорожное ограждение, содержащее закрепленные на опорных столбах панели из полимерного материала, каждая из которых выполнена методом экструзии с внутренней структурой сотовой конструкции [3].
Применение полимерного материала с сотовой структурой повышает амортизационные и демпфирующие свойства ограждения, однако невысокие прочностные свойства большинства применяемых полимерных материалов вынуждают увеличивать размеры (толщину) панелей, что приводит к повышению их массы и стоимости.
Кроме того, в большинстве случаев взаимодействие транспортных средств с панелями в аварийной ситуации происходит при их относительной скорости, вектор которой направлен под небольшим, острым углом к наружной поверхности панелей, что приводит к их фрикционному взаимодействию и возникновению больших растягивающих и сдвиговых напряжений в наружном слое панели, являющимся относительно тонким в сотовой конструкции панелей, а следовательно подверженному истиранию (износу) и разрушению.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении безопасности и снижения травматизма на автомагистралях, а технический результат, который может быть достигнут при ее реализации, заключается в повышении несущей способности, демпфирующих свойств и длительности эксплуатации дорожного ограждения.
Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в дорожном ограждении, содержащем закрепленные на установленных вдоль дороги опорах панели из полимерного материала, предлагается выполнить каждую панель из резины, армированной волокнистыми материалами, полученными с применением комбинированной нити.
Армирующие материалы могут быть получены с применением комбинированной нити, включающей, по крайней мере, одну нить из неорганического волокна и, по крайней мере, одну нить из полимерного органического волокна, при этом армирующие материалы могут быть выполнены в виде жгута, ленты и/или ткани.
Комбинированная нить может содержать скрученные между собой нити из базальтового и полиамидного волокон.
Каждая панель армирована расположенными внутри нее и ориентированными вдоль ее продольной оси жгутами, лентами или слоями ткани из комбинированной нити, а также может быть армирован и наружный слой панели, по крайней мере, одним слоем ткани.
Каждая панель может быть выполнена с прямоугольным или волнистым профилем поперечного сечения и с нанесенным на ее наружную поверхность светоотражающим покрытием.
Каждая опора, к которой крепятся панели, может быть выполнена из композиционного материала на основе эпоксидного или полиуретанового связующего, армированного волокнистыми материалами на основе базальтовой или комбинированной нити.
Возможные, но не исчерпывающие варианты реализации полезной модели представлены на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 показан фрагмент дорожного ограждения в аксонометрии.
На фиг.2 представлены два варианта армирования протяженных панелей.
На фиг.3 - варианты исполнения комбинированной нити.
На фиг.4 показано ограждение с волнистым профилем поперечного сечения панелей.
Дорожное ограждение представляет собой установленные по краям дороги или вдоль разделительной полосы опоры 1, на которых закреплены протяженные панели 2.
Опоры 1 могут быть выполнены из композиционного материала на основе полиуретанового или эпоксидного связующего, армированного волокнистыми материалами на основе стеклянных, базальтовых или комбинированных нитей и конструктивно представляют собой стойки круглого или прямоугольного поперечного сечения. Стойки могут быть выполнены трубчатыми и закреплены на полотне дороги либо с помощью анкеров [4], либо путем установки в закрепленный в основании и покрытии дороги полый элемент 3 соответствующего профиля, либо любым известным образом.
Протяженные панели 2 выполнены из резины 4 (фиг.2), армированной волокнистыми материалами в виде жгутов 5 и/или ткани 6. Армирующие волокнистые материалы могут иметь и другие формы, например, в виде ленты, но в любом случае они изготавливаются из комбинированной нити 7 (фиг.3), включающей, по крайней мере, одну нить 8 из неорганического волокна и, по крайней мере, одну нить 9 из полимерного органического волокна.
Комбинированная нить 7 может быть выполнена из скрученных между собой или навитых одна на другую нитей 8 из базальтового волокна и нитей 9 из полиамидного волокна (фиг.3а, б, в).
Каждая панель 2 армирована расположенными внутри вдоль ее продольной оси слоями ткани 6 из комбинированной нити 7 (фиг.2а) или продольными жгутами 5 (фиг.2б), при этом наружные (поверхностные) слои резины 4 могут быть армированы, по крайней мере, одним слоем ткани 6.
Панели 2 могут иметь прямоугольный профиль поперечного сечения (см. фиг.1) или волнистый (фиг.4), а на их наружную поверхность может быть нанесено светоотражающее покрытие 10 (фиг.2)
Выполнение панелей 2 из резины 4 обеспечивает высокую степень демпфирования усилий, возникающих при соударении автотранспортных средств с ограждением, следствием чего является снижение степени травматизма водителей и пассажиров, а армирование резины 4 высокопрочными волокнистыми материалами позволяет повысить прочность панелей 2 (и их несущую способность). Наибольшей прочностью на растяжение характеризуются неорганические волокна, в том числе и базальтовое волокно, обладающее кроме этого и рядом высоких эксплуатационных качеств при относительно невысокой стоимости. Однако базальт, как и большинство других неорганических волокон, является очень жестким материалом, имеющим в отличие от резины очень малую степень упругой деформации, поэтому для обеспечения эффективной совместной работы в условиях восприятия больших внешних нагрузок и их демпфирования предлагается армировать резину 4 материалами на основе комбинированной нити 7, включающей наряду с базальтовым волокном 8 более эластичное и упругое органическое волокно 9, например, полиамидное. Использование комбинированной нити 7 позволяет значительно повысить деформативность и упругость панелей 2 и обеспечить их высокую прочность и несущую способность.
Изготовление протяженных панелей 2 может осуществляться по известным технологиям производства конвейерных лент (каркасно-тканевой и тросовой).
Следует также отметить, что использование предлагаемых материалов позволяет получить относительно недорогое высокоэффективное дорожное ограждение, характеризующееся высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью, а также невысокой трудоемкостью его монтажа и замены.
Источники информации:
[1]. US, №4502812, E01F 15/02, 1985.
[2]. ЕР, №1762660, E01F 15/04, 2006.
[3]. RU, №2333309, E01F 15/00, 2004, (прототип).
[4]. RU, №101052, Е04Н 12/22, 2010.
[5]. US, №3963218, E01F 15/04, 1976.
[6]. US, №3404526, E01F 15/04, 1966.