ПРОФИЛЬ ДЕФОРМАЦИОННОГО ШВА ДЛЯ ОТВОДА ВОДЫ

Техническое решение относится к области конструкции деформационных швов для отвода воды, используемых в сооружениях, имеющих бетонные или асфальтобетонные покрытия, например, в автодорожных конструкциях, в проезжей части мостовых сооружений, эстакад, и т.п. инженерных сооружений.
Известны различные деформационные швы используемые в мостовых сооружениях, в конструкцию которых заложены металлические профили (Отраслевой дорожный методический документ, Деформационные швы мостовых сооружений на автомобильных дорогах, Росавтодор, М., 2012 г., с. 8-17). (1).
Известны также деформационные швы автодорожных мостов, в конструкцию которых заложены металлические профили, обладающие требуемой величиной деформативной способности (А.В. Ефанов и др., учебное пособие Деформационные швы автодорожных мостов, Саратов, 2005, рис. 54) (2).
Наиболее близким из известных является профиль деформационного шва, включающий, основание с горизонтально расположенными полками в нижней части и размещаемый в уровне покрытия металлический компенсационный элемент http://migua.ru/production/profili_migutrans/, 2018 г. (3).
Известные конструкции дорожных деформационных швов не обеспечивают отвода воды в продольном их направлении, что приводит к попаданию мусора, камней и прочих посторонних предметов в элементы дорожного шва, а в зимнее время - к возможности замерзания в нем и в покрытии около него не удаленной воды, что приводит к разрушению покрытия в зоне шва (особенно перед ним), а в дальнейшем - к возникновению динамических нагрузок на конструкцию шва от колеса автомобильного транспорта из-за нарушения целостности покрытия в зоне шва, что снижает долговечность и надежность.
Задачей настоящего технического решения является устранение указанных недостатков предлагаемой конструкцией автомобильного дорожного шва.
Технический результат заключается в снижении динамических нагрузок в зоне шва за счет организованного отвода ливневой воды с покрытия и фильтрационной воды из дорожной конструкции в зоне шва.
Достигается это тем, что профиль деформационного шва для отвода воды включает основание с горизонтально расположенными полками в нижней части и размещаемый в уровне покрытия металлический компенсационный элемент, а его основание выполнено в виде образованного металлическим листом с продольными компенсационными гофрами нижнего лотка, разделенного на каналы продольной стенкой, на которую и на боковые стенки нижнего лотка опирается упомянутый размещаемый в уровне покрытия компенсационный элемент, выполненный в виде расположенного над нижним лотком продольно вогнутого с возможностью отведения воды листа верхнего лотка, причем нижний уровень лотка разделен на каналы продольной вертикальной стенкой, на которую и на боковые стенки лотка нижнего уровня опирается лоток верхнего уровня. При этом, лист верхнего лотка имеет защитное повышающее сцепление с автомобильными колесами покрытие из полимерного материала, содержащее инертный минеральный наполнитель, предпочтительно, на основе полиметилметакрилата. Также, лист верхнего лотка имеет окна, перекрытые наклоненными друг к другу водопропускными решетками, которые в нижней их части над продольной стенкой образуют канал для транспортирования по нему содержащихся в потоке воды посторонних предметов. При этом, продольная стенка имеет по ее длине проемы, сообщающие между собой каналы лотка нижнего уровня для выравнивания интенсивности потока прошедшей через водопропускные решетки воды. А оба канала лотка нижнего уровня имеют трапециевидную форму, смежные наклонные боковые стенки которых образуют компенсационные гофры и приподняты над дном лотка нижнего уровня основание продольной стенки. Кроме того, продольно вогнутый лист лотка верхнего уровня имеет периодически повторяющиеся искусственные неровности на его поверхности, выполненные, например, в виде пуклевок. В качестве инертного минерального наполнителя защитного повышающего сцепление с автомобильными колесами покрытия может быть использован песок, предпочтительно кварцевый, или корунд. При этом, профиль деформационного шва выполнен с, по меньшей мере одной, боковой перфорированной фильтрующей стенкой, образующей с основанием лотка канал для сбора и удаления воды, а сливной патрубок для удаления воды из лотков размещен, предпочтительно, под водопропускными решетками.
Существенность признаков обусловлена их причинно-следственной связью с техническим результатом. А именно - наличие и выполнение компенсационного элемента, продольных гофр металлического листа -позволяет шву воспринимать деформации без нарушения его связи с дорожной одеждой, т.е. без появления и раскрытия трещин, в которые могла бы попасть вода. Наличие лотка верхнего уровня, каналов, выполненных указанным образом, наличие решеток, установленных на лотке верхнего уровня - позволяет отводить ливневую воду с покрытия, не забивая каналы нижнего уровня мусором и другими посторонними предметами. При этом, форма как нижнего, так и верхнего лотка обеспечивает восприятие в пределах упругости конструкции значительных сил в плоскости шва, за счет чего обеспечивается совместная работа автодорожного шва и дорожной одежды, а также предотвращается ее разрушение за счет исключения образования трещин, чему способствует организованный отвод воды, выполненный через каналы верхнего и нижнего уровней указанным выше образом. Наличие пуклевок, защитного повышающего сцепление с автомобильными колесами покрытия позволяет в зоне шва исключить динамическое воздействие на шов в результате «соскальзывания» колес транспорта по вогнутой, хотя и незначительно, поверхности лотка верхнего уровня.
На фиг. 1 представлен лоток для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад;
На фиг. 2 то же - вариант расположения плоских водопропускных решеток над водосливным патрубком;
Раскрытие технического решения.
Профиль деформационного шва, обеспечивающий также отвод воды с проезжей части мостов и эстакад содержит основание 1, которое образует нижний уровень лотка, ограниченный боковыми стенками 2. С боковых сторон профиля шва на его внешних боковых стенках 3 может быть выполнена перфорация для сбора фильтрующейся воды из дорожного покрытия. Канал для отведения воды, в данном случае, ограничен боковой стенкой 4 нижнего уровня лотка. Под нижним уровнем лотка размещен сливной патрубок 5. Приподнятая над уровнем дна нижнего уровня лотка продольная стенка 6 образует с боковыми трапециевидными стенками каналов нижнего уровня продольно расположенный компенсатор его поперечной деформации - компенсационный паз 7. На продольную стенку 6 опирается гнутый (V-образный, с неравными по площади и величине угла наклона полками) металлический лист 8, поверхность которого имеет периодические неровности 9 - выступы (или впадины), например, в виде пуклевок (высотой порядка 5 мм). Под пуклевкой листового металла понимается результат процесса создания на его поверхности множества ребер жесткости, позволяющий значительно увеличить эксплуатационный характеристики металлических пластин. Окна листа 8 перекрыты водопропускными решетками 10, имеющими форму пластин, и закреплены средствами соединения 11, предпочтительно резьбовыми или одеты отверстиями на штыри. Лоток оснащен ревизионными закрывающимися отверстиями 12, расположенными над каналами сбора воды, фильтрующейся из дорожного покрытия.
Таким образом, основание 1 профиля шва образует нижний уровень лотка значительно большего пропускного сечения, чем верхний уровень лотка (металлический лист 8), с которым он сообщен через водопропускные решетки 10. Этим обеспечивает интенсивный отвод воды с верхнего уровня лотка и транспортирование не прошедших через водопропускные решетки посторонних предметов (листвы, веток, бумаги и т.п.). Для транспортирования этих предметов с потоком воды лоток верхнего уровня выполнен в виде продольно вогнутого листа. А нижний уровень лотка разделен продольной стенкой на независимо собирающие прошедшую через водопропускные решетки воду каналы, обеспечивая ее удаление.
Для выравнивания потоков по заполнению каналов через образованные в вогнутом листе окна, перекрытые наклоненными друг к другу водопропускными решетками и в нижней их части над продольной стенкой образующими канал для транспортирования по нему содержащихся в потоке воды посторонних предметов, в продольной стенке выполнены по ее длине проемы, сообщающие между собой каналы лотка нижнего уровня и обеспечивающие выравнивание интенсивности потока прошедшей через водопропускные решетки воды. Этим достигается максимально возможный расход отведения поступающей с покрытия воды с удалением вдоль лотка посторонних предметов, которые затрудняют движение потока воды. Это исключает возможность проскальзывания колес автомобильного транспорта и улучшает его сцепление с поверхностью лотка. Лоток верхнего уровня в форме гнутого (продольно вогнутого) листа 8, имеет защитное повышающее сцепление с автомобильными колесами покрытие из полимерного материала, содержащее инертный минеральный наполнитель. Физические параметры такого покрытия, подтверждающие возможность его использования в данном качестве, приведены в табл. 1 Трапециевидная форма обеих каналов основания 1 лотка нижнего уровня обеспечивает скольжение прошедших через водопропускные решетки частиц и мелких посторонних предметов без возможности их зацепления и агрегатирования друг с другом. Этому способствуют и смежные наклонные боковые стенки каналов нижнего лотка, образующие приподнятое над дном лотка нижнего уровня основание продольной стенки. Продольно вогнутый лист 8 лотка верхнего уровня имеет периодически повторяющиеся искусственные неровности 9 на его поверхности, обеспечивающие турбулизацию потока в верхнем лотке и удаление из него в нижнюю секцию лотка мелких осадочных частиц, исключая возможность уменьшения проходного сечения лотка. Поток воды в нижнем уровне лотка имеет значительно большую энергию, достаточную для транспортирования в сливной патрубок для удаления воды указанных частиц и предметов. Для уменьшения пути транспортирования и скорейшего освобождения проходного сечения нижнего уровня лотка целесообразно размещать сливной патрубок для удаления воды в зоне под водопропускными решетками. Для исключения оседания транспортируемых потоком частиц и их удаления с поверхности верхнего уровня лотка периодически повторяющиеся искусственные неровности на поверхности вогнутого листа лотка верхнего уровня выполняют в виде пуклевок, а защитное повышающее сцепление с автомобильными колесами покрытие из полимерного материала наносят поверх пуклевок и между ними, либо между пуклевками (во всех этих случая обеспечивается необходимая периодическая неровность поверхности и, кроме того, обеспечивается повышенное сцепление колес с рабочей поверхностью лотка). Для расширения функций шва для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад он выполнен с, по меньшей мере одной, боковой перфорированной фильтрующей стенкой, образующей с основанием лотка канал для сбора и удаления капиллярной воды с гидроизоляции, а сливной патрубок для удаления воды из лотков размещен, предпочтительно, под водопропускными решетками.
Выбор материала, используемого в качестве защитного повышающего сцепление с автомобильными колесами покрытия покрытие (на основе полиметилметакрилата или на основе уретановой модификации акрила) произведен из числа известных - материал используемого полимерного покрытия описан в ГОСТ Р 53627-2009 Покрытие полимерное тонкослойное проезжей части мостов (технические условия) и ранее не применялся для покрытия металлических лотков с этим новым техническим результатом, так же, как и используемый инертный материал - наполнитель защитного покрытия (песок, предпочтительно кварцевый, дробленный кварц, бокситы или корунд). Кроме того, для расширения функций лотка для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад (дренаж покрытия) - он может быть выполнен, по меньшей мере, с одной боковой перфорированной фильтрующей стенкой, обращаемой к покрытию и образующей с основанием лотка канал для сбора и удаления воды. Для предупреждения нежелательного растрескивания покрытия мостовых инженерных сооружений в основание лотка введено нескольких компенсационных пазов. Лоток позволяет воспринимать горизонтальные нагрузки и выполнять как в верхнем, так и в нижнем его уровнях, роль компенсатора для восприятия температурных деформаций в бетонном и/или асфальтобетонном покрытии. При этом, под термином «пластина» применительно к решетке, понимается решетка имеющая форму пластины, представляющей собой, по определению, тело, ограниченное двумя параллельными поверхностями, у которого толщина значительно меньше других размеров.
В качестве инертного кварцевого наполнителя могут быть использованы раздельно или в сочетании, как в смеси, так и послойно, следующие компоненты, свойства которых обеспечивают получение указанного технического результата:
2
3
- корунд черный (электрокорунд - α-оксид алюминия - AlO) с твердостью по шкале Мооса - 9;
2
3
2
- бокситы (AlOxnHO) (по физическим характеристикам не значительно отличаются от корунда);
2
- кварц (SiO) дробленый, песок.