ЛОТОК ДЛЯ СБОРА И УДАЛЕНИЯ ВЛАГИ С ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ МОСТОВ И ЭСТАКАД

Техническое решение относится к области конструкции систем водоотвода, используемых для сбора и отвода воды с проезжей части мостовых сооружений, эстакад, и т.п. инженерных сооружений, а именно - к металлическим водоотводным лоткам, закрываемыми водопропускными решетками и обеспечивающими отвод потока воды и задержание посторонних предметов.
Из известных наиболее близким по конструкции является лоток для сбора и удаления влаги с проезжей части инженерных сооружений, содержащий металлическую конструкцию, включающую основание и присоединенные к нему два Z-образных профиля, вместе образующих U-образный лоток со ступенчато изогнутыми боковыми стенками, закрываемый чугунной решеткой, где верхняя часть боковой стенки упомянутого лотка, образованная вертикальной внешней плоскостью Z-образного профиля и основание соединены перфорированной металлической полосой, с образованием бокового канала O-образного сечения, U-образный лоток в основании имеет сливной патрубок, а O-образные боковые каналы выполнены с дренажными трубками, соединенными с упомянутым сливным патрубком, при этом, он имеет, по меньшей мере, одну промежуточную опорную стенку, установленную вдоль основания внутри Г-образного лотка с, по меньшей мере, одним 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 имеющими отверстия для болтового крепления указанной чугунной решетки (патент RU 147751, 20.11.2014).
Известное устройство не обеспечивает в должной мере отвод загрязненных (с содержанием посторонних предметов) вод, удаляемых с проезжей части, чему препятствует накопление таких предметов в зоне расположения водопропускных решеток. При этом, возможно значительное снижение сцепления автомобильного колеса с поверхностью лотка, на котором присутствует такие посторонние предметы, что может привести к произвольному изменению направления движения транспортного средства из-за снижения сцепления колес транспортного средства.
Задачей технического решения является повышение безопасности движения транспортных средств на проезжей части мостов и эстакад за счет повышения сцепления колес с поверхностью металлического лотка и исключения аквапланирования при наличии удаляемой с покрытия воды, в частности, при атмосферных осадках.
Технический результат - обеспечение конструкцией лотка требуемого сцепления (коэффициента трения) колеса на мокрой наклонной поверхности металлического лотка в продольном и поперечном направлениях и предотвращение поперечного скольжения колеса по лотку.
Достигается это тем, что лоток для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад содержит основание, образующее нижний уровень лотка с продольной разделительной стенкой, и верхний уровень лотка, который выполнен по форме опирающегося на разделяющую нижний лоток на каналы продольную стенку V-образно продольно вогнутого листа с неравнобокими полками и образует лоток верхнего уровня, опирающийся на продольную стенку, которая смещена от центра лотка в противоположную от проезжей части сторону, причем продольно вогнутый лист лотка верхнего уровня имеет периодически повторяющиеся искусственные неровности на его поверхности. При этом периодически повторяющиеся искусственные неровности на поверхности вогнутого листа лотка верхнего уровня могут быть выполнены в виде пуклевок. Кроме того, на поверхность верхнего лотка может быть нанесено защитное повышающее сцепление с автомобильными колесами полимерное покрытие. В качестве защитного повышающего сцепление с автомобильными колесами покрытия может быть использовано покрытие на основе полиметилметакрилата или уретановой модификации акрила. Такое защитное покрытие может быть нанесено, как поверх искусственных неровностей и между ними, так и между искусственными неровностями. Для усиления технического результата в защитном покрытии может быть использован инертный минеральный наполнитель в виде зерен песка, предпочтительно кварцевого, или корунда или бокситов. Для отведения воды на нижний уровень лотка неравнобокие полки V-образно продольно вогнутого листа имеют окна, которые перекрыты водопропускными решетками по форме пластин, установленными в поперечном сечении лотка по обеим сторонам от продольной стенки. При этом, водопропускные решетки установлены с образованием их нижними частями желоба для транспортирования потоком воды не прошедших через отверстия решеток посторонних предметов. Для прочистки и расчетной эффективности лоток на верхнем уровне он имеет ревизионные окна. Для устранения отложений на нижнем лотке продольная стенка выполнена в плане криволинейной, предпочтительно синусоидальной, по меньшей мере, на части ее длины, что приводит к изменению направления и скорости движения потока, препятствуя отложениям. Для удаления воды из дорожного полотна лоток 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 ускорения удаления воды из лотков размещен, предпочтительно, под водопропускными решетками. Продольная стенка имеет по ее длине проемы, выполненные в виде окон или в виде разрыва стенки, сообщающие между собой каналы лотка нижнего уровня для выравнивания интенсивности потока воды и повышения интенсивности отведения воды, а также для предотвращения образования осадка, снижающего эффективность водоотведения. Для исключения возможности изменения профиля лотка в результате температурной деформации, образующее нижний уровень лотка основание имеет продольно расположенные компенсаторы его поперечной деформации, что синхронизирует температурные изменения нижнего и верхнего уровней лотка. Предпочтительно, чтобы основание с компенсаторами имело трапециевидную с обращенным вниз меньшим основанием форму. При этом, компенсаторы деформации могут быть выполнены в обоих каналах лотка нижнего уровня, а их смежные наклонные боковые стенки образуют приподнятое над дном лотка нижнего уровня основание продольной стенки.
Причинно-следственная связь признаков независимого пункта формулы с указанным техническим результатом (существенность признаков) обусловлена тем, что осуществлено разделение удаляемых потоков воды по двум уровням лотка, что уменьшает количество воды в верхнем уровне лотка, поверхность которого может контактировать с колесами автодорожного транспортного средства. При этом, нижний уровень лотка принимает воду, как правило, прошедшую через водопропускные решетки данного или соединенного с ним предыдущего лотка, что значительно повышает эффективность из-за исключения возможности засорения слива. Тем самым исключается возможность аквапланирования и снижения трения сцепления колеса транспортного средства с наклоненной под углом (для образования объема лотка) поверхностью верхнего лотка. Нижний уровень лотка выполнен с продольной разделительной стенкой на которую опирается верхний уровень лотка, выполненный по форме V-образно продольно вогнутого листа с неравнобокими полками, поскольку данная стенка является средством предотвращения прогиба верхнего уровня лотка под действием нагрузки от колеса транспортного средства. При этом, под V-образно вогнутостью листа понимается, в том числе, вогнутость с плавным (по цилиндрический поверхности) переходом между неравнобокими полками. В случае прогиба деформация продольно вогнутого листа привела бы к изменению условий сцепления колеса и сползанию его в зону с большим количеством воды, а следовательно - к возможности аквапланирования и неконтролируемому заносу. Смещение продольной стенки, которая смещена от центра лотка в противоположную от проезжей части сторону также приводит к снижению вероятности потери сцепления колеса с поверхностью металлического листа, имеющего меньший угол наклона и исключению неконтролируемого поперечного скольжения колеса автомобильного транспорта. Продольно вогнутый лист лотка верхнего уровня имеет периодически повторяющиеся искусственные неровности на его поверхности, например, в виде пуклевок, что гарантированно повышает сцепление на наклонной поверхности листа верхнего уровня, а нанесение защитного повышающего сцепление с автомобильными колесами полимерного покрытия на поверхность верхнего лотка, в частности, на основе полиметилметакрилата или уретановой модификации акрила, как поверх искусственных неровностей и между ними, так и просто между искусственными неровностями приводит к повышению сцепления колеса и предотвращению поперечного его скольжения, поскольку в защитном покрытии, как правило, использован инертный минеральный наполнитель в виде зерен песка, предпочтительно кварцевого, или корунда или бокситов. Для отведения воды на нижний уровень лотка его неравнобокие полки, образованные V-образно продольно вогнутым листом, имеют окна, которые перекрыты водопропускными решетками по форме пластин, установленными в поперечном сечении лотка по обеим сторонам от продольной стенки, чем обеспечивается удаление воды из верхнего уровня, а не прошедшая ее часть участвует в транспортировании оставшимся потоком воды не прошедших через отверстия решеток посторонних предметов. Установка водопропускных решеток с образованием не имеющими водопропускных отверстий их нижними частями продольного желоба исключает забивание посторонними предметами отверстий решеток и образует зону свободного их транспортирования потоком без изменения его по величине, что предотвращает осаждение посторонних предметов (листвы, веток, бумаги и т.п.) в лотке. Тем не менее, для прочистки и расчетной эффективности его лоток на верхнем уровне имеет ревизионные окна. Для устранения отложений на нижнем лотке продольная стенка выполнена в плане криволинейной, предпочтительно синусоидальной, по меньшей мере, на части ее длины, что приводит к изменению направления и скорости движения потока, препятствуя отложениям. Для удаления воды из дорожного полотна лоток выполнен с, по меньшей мере, одной боковой перфорированной фильтрующей стенкой, образующей с основанием лотка канал для сбора и удаления воды, а сливной патрубок для ускорения удаления воды из лотков размещен, предпочтительно, под водопропускными решетками. Продольная стенка имеет по ее длине проемы, выполненные в виде окон или в виде разрыва стенки, сообщающие между собой каналы лотка нижнего уровня для выравнивания интенсивности потока воды и повышения интенсивности отведения воды, а также для предотвращения образования осадка, снижающего эффективность водоотведения. Для исключения возможности изменения профиля лотка в результате температурной деформации, образующее нижний уровень лотка основание имеет продольно расположенные компенсаторы его поперечной деформации, что синхронизирует температурные изменения нижнего и верхнего уровней лотка. Предпочтительно, чтобы основание с компенсаторами имело трапециевидную с обращенным вниз меньшим основанием форму. При этом, компенсаторы деформации могут быть выполнены в обоих каналах лотка нижнего уровня, а их смежные наклонные боковые стенки образуют приподнятое над дном лотка нижнего уровня основание продольной стенки.
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;
На фиг. 3 - узел А на фиг. 2.
Раскрытие технического решения.
Лоток для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад содержит основание 1, которое образует нижний уровень лотка, ограниченный боковыми стенками 2. С боковых сторон лотка 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. Под пуклевкой листового металла понимается результат процесса создания на его поверхности множества ребер жесткости, позволяющий значительно увеличить эксплуатационный характеристики металлических пластин. Под V-образной формой металлического листа 8 понимается, в том числе и наличие плавного сопряжения его полок. Окна листа 8 перекрыты водопропускными решетками 10 по форме пластин, закрепленных средствами соединения 11, предпочтительно резьбовыми, но также вместе с ними или самостоятельно могут быть использованы штыри, выступающие из поверхности лотка. Лоток оснащен ревизионными закрывающимися отверстиями 12, расположенными над каналами сбора воды, фильтрующейся из дорожного покрытия. Жесткость, а следовательно долговечность и надежность, могут быть повышены путем установки перемычки 13 или нескольких перемычек по длине основания 1. Технологически возможно выполнение основания в виде листа, на котором путем сварки закреплены элементы, образующие компенсационный паз 7. Таким образом, основание 1 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 аквапланирования 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 лотка 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 фильтрующейся воды. Удаление такой воды предотвращает ее скопление и последующее замерзание в покрытии в переходные температуры в осенне-зимний сезон, что исключает растрескивание и разрушение покрытия в близлежащей к лотку зоне. Для предупреждения нежелательного растрескивания покрытия мостовых инженерных сооружений вследствие температурных деформаций 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. Решетка может быть закреплена к поверхности посредством разъемного соединения, например, болтового, или одета на выступающие из поверхности лотка штыри.
В качестве инертного кварцевого наполнителя могут быть использованы раздельно или в сочетании, как в смеси, так и послойно, следующие компоненты:
2
3
- корунд черный (электрокорунд - α-оксид алюминия - AlO) с твердостью по шкале Мооса - 9;
2
3
2
- бокситы (AlOxnHO) (по физическим характеристикам незначительно отличаются от корунда);
2
- кварц (SiO) дробленый, песок.