ПЛИТА ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ И ВАКУУМНАЯ КАМЕРА ДЛЯ ЕЕ УКЛАДКИ

Полезные модели относятся к дорожному строительству, в частности к сооружению сборных покрытий дорожного полотна. Одна из предлагаемых полезных моделей могут быть использованы также для транспортировки металлических листов.
Известна дорожная бетонная секция, разделенная рустами на ряд армированных элементов, смежные стороны которых связаны соединительными стержнями (см. патент RU 2114952, опубл. 10.07.1998 г, "Дорожная бетонная секция"). В русты между элементами секции заподлицо с поверхностью установлены упругопластические полимерные прокладки с дисперсным армированием из металлических или полимерных фибр, при этом дисперсное армирование выполнено по всему контуру элементов секции.
Известная дорожная бетонная секция, разделенная рустами, обладает недостаточной прочностью из-за внутренних напряжений, свойственных железобетонным плитам.
Известен дорожный элемент, выполненный в виде твердого блока из полимербетона (см. патент RU 2187594, опубл. 20.08.2002 г. "Дорожный элемент и способ укладки и ремонта дорожных покрытий с его использованием"), содержащий в качестве связующего жидкие отходы нефтепереработки. Особенностью известного блока является покрытие его боковых и нижних поверхностей воздухонепроницаемым материалом,
например полиэтиленовой пленкой, которая снимается с этих поверхностей непосредственно перед установкой блока в дорожное покрытие.
Известна дорожная железобетонная плита, разделенная рустами на ряд армированных секций, смежные стороны которых связаны соединительными стержнями (см. а.с. СССР №908981, опубл.28.02.1982 г, "Дорожная железобетонная плита"), выбранная заявителем в качестве ближайшего аналога - прототипа предлагаемой плиты дорожного покрытия.
Отличительной особенностью известной дорожной плиты является рустовка в зоне соединения смежных сторон секций, образующих ломаную линию, угол между которыми равен 120°. Наличие рустовки приводит к образованию в плите ложных швов, по которым в процессе эксплуатации покрытия плита распадается на мелкие ячейки, шарнирно связанные между собой. В условиях монтажа и эксплуатации вероятность разлома плиты с рустовкой, образующей ломаную линию, гораздо меньше, чем у плит с прямолинейной рустовкой.
Недостатком известной дорожной железобетонной плиты является невысокая прочность, обусловленная внутренними напряжениями, свойственными железобетонным дорожным плитам.
Известен вакуумный захват, предназначенный для транспортирования штучных грузов, преимущественно с грубой и шероховатой поверхностью, содержащий устройство создания разряжения, состоящее из пустотелого статичного корпуса, имеющего верхнюю стенку с отверстием для подсоединения к источнику вакуума, герметично соединенное по всему периметру с эластичным уплотнением основание (см. патент RU №2035376, опубл. 20. 05.1995 г, "Вакуумный захват"), выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога - прототипа заявленной камеры для укладки плиты дорожного покрытия.
Конструкция известного вакуумного захвата представляет собой жесткий статичный объемно-пустотелый корпус с уплотнительной манжетой по периметру его открытого нижнего основания, образующий с поверхностью груза вакуумную камеру за счет того, что корпус соединен с источником вакуума.
Для транспортирования груза вакуумный захват опускают на поверхность груза и соединяют его вакуумную камеру с источником вакуума. За счет перепада давлений захват прижимается к грузу и в контакте с поверхностью базирования оказываются его эластичные пленки, служащие для герметизации стыка поверхности объекта и уплотнительной манжеты, на которую приходится основная нагрузка при подъеме груза. Недостатками вакуумного захвата являются:
невозможность применения известного устройства для захвата и перемещения дорожных плит, не обладающих достаточной собственной жесткостью, из-за их деформации при втягивании в корпус вакуумного захвата, что объясняется конструкцией открытого нижнего основания корпуса;
- необходимость внешнего источника вакуума;
- сложность конструктивного выполнения;
Технический результат полезных моделей направлен на устранение указанных недостатков аналогов и прототипов и достигается следующими решениями, объединенными общим техническим замыслом.
В плите дорожного покрытия, составленной из отдельных секций, соединенных между собой с образованием рустов, образующих ломаные линии, согласно первой полезной модели, плита, образующая сборную конструкцию, содержит брусчатые составляющие элементы и связующий элемент - пленку, брусчатые элементы собраны в конструкцию по размерам
плиты и плотно прилегают боковыми поверхностями друг к другу, а их верхние поверхности образуют общую горизонтальную плоскую поверхность плиты, на которую наклеена воздухонепроницаемая пленка, боковые поверхности плиты представляют собой чередующиеся выступы и впадины.
Кроме того, в плите дорожного покрытия воздухонепроницаемая полимерная пленка наклеена на горизонтальную поверхность битумной мастикой.
При этом, в плите дорожного покрытия толщина слоя битумной мастики составляет 1-5 мм.
В плите дорожного покрытия воздухонепроницаемая пленка выполнена из полиэтилена.
В вакуумной камере для укладки плиты, содержащей устройство создания разряжения, состоящее из пустотелого корпуса, имеющего верхнюю стенку с отверстием, герметично соединенное по всему периметру с эластичным уплотнением основание, согласно второй полезной модели, устройство создания разряжения в камере состоит из герметичного корпуса, имеющего гофрированные эластичные стенки для изменения объема камеры, герметично соединенные с верхней стенкой и расположенным в нижней части камеры основанием, снабженные расположенными друг над другом распорными каркасами, корпус содержит выпускной клапан, расположенный в отверстии верхней стенки, основание выполнено в виде перфорированной плиты, на верхней стороне основания установлен упор для контакта с верхней стенкой камеры при ее минимальном объеме в режиме разряжения в камере, на нижней стороне основания расположены ограничители, обеспечивающие воздушный зазор между основанием и транспортируемой плитой.
В вакуумной камере габаритные размеры основания соответствуют габаритным размерам плиты дорожного покрытия.
Кроме того, в вакуумной камере верхняя стенка камеры и ее основание снабжены зацепами.
При этом в вакуумной камере зацепы основания снабжены крюками.
В вакуумной камере высота крюков превышает уровень верхней стенки камеры при ее минимальном объеме и меньше высоты петлеобразных зацепов верхней стенки.
В вакуумной камере на нижней поверхности основания размещена массивная плита, выполненная с возможностью упора на транспортируемую плиту для увеличения ее веса.
Плита, образующая сборную конструкцию, состоящая из плотно прилегающих боковыми поверхностями друг к другу брусчатых элементов, выполненных, например из асфальтобетона, и связующего элемента -пленки, наклееной на ее горизонтальную плоскую поверхность, характеризуется высокой прочностью, так как в ней отсутствуют внутренние напряжения, свойственные железобетонным дорожным плитам.
Конструкция дорожного покрытия, образованная предложенными плитами, состыкованными боковыми поверхностями, представляющими собой чередующиеся выступы и впадины, не ломается, устойчива под действием нагрузки и удобна в ремонте.
Брусчатые элементы плит, изготавливают, предпочтительно из асфальтобетона, что обеспечивает конструкции дорожного покрытия высокую морозостойкость, малопыльность, а также долговременность дорожного покрытия, упрощает периодическую профилактику брусчатки битумосодержащими смесями.
Соединение состыкованных между собой брусчатых элементов воздухонепроницаемой полимерной пленкой, наклееной на общую верхнюю горизонтальную плоскую поверхность плиты, придает конструкции плиты достаточную жесткость, необходимую для обеспечения пневмозахвата плиты вакуумной камерой, укладки ее в дорожное полотно и стыковки с соседними плитами.
Для укладки плиты на подушку дорожного покрытия предложена вакуумная камера, содержащая устройство для создания разряжения в камере, состоящее из герметичного корпуса, имеющего гофрированные эластичные стенки для изменения объема камеры, герметично соединенные с верхней стенкой и расположенным в нижней части камеры основанием, снабженные расположенными друг над другом распорными каркасами.
Вакуумная камера позволяет производить вакуум-захват плиты, не обладающей собственной достаточной жесткостью при отсутствии внешнего источника вакуума, так как необходимое разряжение создается за счет динамичных свойств конструкции предлагаемой камеры.
При опускании верхней стенки камеры вниз под собственным весом вначале при закрытом клапане до достижения в камере атмосферного давления происходит снятие разряжения и освобождение плиты от камеры.
Вакуум-захват плиты, перемещение, установка ее на подушку, стыковка плит друг с другом боковыми поверхностями производится в течение времени:  где:
φ - подсос в камеру объема воздуха за единицу времени, величина которого определяет степень герметичности камеры;
Vo - объем камеры в момент отрыва - груза, т.е. в момент окончания захвата, соответствующий полному объему камеры;
Vз - объем камеры в начале захвата груза.
Величина веса поднимаемого груза (плиты) ограничивается не столько максимально-возможной силой присоса, сколько прочностью камеры.
гр
гр
Величина силы присоса для поднятого груза определяется весом груза F, равного: F=F+(F-F), где:
гр
F- вес груза;
гр
(F-F)→0 - превышение силы присоса над весом груза.
Если поднятый груз (плиту) нагрузить дополнительной массой, то сила присоса моментально возрастет, согласно закона Паскаля, на силу, соответствующую дополнительной массе на грузе или силе удара по нему и захват груза сохранится.
Для создания разряжения в камере предусмотрен герметичный корпус, боковая поверхность которого изготовлена из эластичного материала и представляет собой гофрированные эластичные стенки, герметично соединенные с верхней стенкой и с расположенным в нижней части камеры основанием, снабженные расположенными друг над другом распорными каркасами.
В отверстии верхней стенки предусмотрен выпускной клапан для вытеснения воздуха при опускании верхней стенки на упор основания.
Масса основания и верхней стенки должны многократно (не менее чем в 10 раз) превышать силу трения, возникающую в боковой поверхности корпуса при их вертикальном перемещении относительно друг друга. Поскольку внешний источник вакуума отсутствует, то необходимое разряжение создается за счет динамических свойств конструкции камеры.
Возможность захвата груза, не обладающего достаточной собственной жесткостью, обеспечивается за счет того, что нижнее основание камеры перекрыто перфорированной упорной плитой, которая имеет достаточное количество сквозных отверстий и снабжена ограничителями, выполненными, например, в виде вкрученных в нее болтов с тем, чтобы они удерживали поверхность груза на расстоянии от отверстий, через которые передается разряжение на поверхность груза и на эластичное уплотнение, выполненное в виде уплотняющего манжета, расположенного по периметру упорной плиты.
Выполнение основания в виде перфорированной плиты, на верхней стороне которого установлен упор, обеспечивает возможность его контакта с верхней стенкой камеры при ее минимальном объеме в режиме разряжения.
Расположенные на нижней стороне основания ограничители обеспечивают воздушный зазор между основанием и транспортируемой плитой.
Эластичное уплотнение, соединенное с основанием по всему периметру, повышает герметичность вакуумной камеры.
Предусмотрена строповка камеры как за ее верхнюю стенку, так и за ее основание. Для этого верхняя стенка снабжена парой жестких петлеобразных зацепов, а основание снабжено также парой жестких зацепов и крюками. При этом высота крюков зацепов основания должна быть такова, чтобы превышать на 300-350 мм верхний уровень верхней стенки при ее минимальном объеме (т.е. при опущенной до упора верхней стенки), но быть при этом ниже петлеобразных зацепов верхней стенки камеры. Строповка производится штангообразной траверсой за счет подвода ее под петли верхней стенки или под крюки нижнего основания.
Сущность предлагаемых технических решений поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен вид сверху плиты дорожного покрытия. На фиг.2 изображен вакуум-захват плиты вакуумной камерой с помощью подъемного механизма.
На фиг.3 изображен общий вид вакуум-камеры. На фиг.4 изображено разрез А-А камеры на фиг.3. На фиг.5 изображено разрез В-В камеры на фиг.3. На фиг.6 изображено основание камеры с упором. На фиг.7 изображен вид сверху на фиг.6. На фиг.8 изображен разрез С-С на фиг.7 На фиг.9 изображено основание камеры, вид снизу по D-D. На фиг.10 изображен разрез G-G на фиг.9. На фиг.11 изображен местный вырыв Е на фиг.10. На фиг.12-13 изображены схемы строповки вакуумной камеры при установке на поверхность плиты и снятия с плиты.
На фиг.14-15 показаны схемы строповки камеры за нижнее основание для подъема груза.
На фиг.16 показана камера с навешенным на нее грузом. На фиг.17 показана установленная на плите камера с навешенным грузом.
Плита 1 дорожного покрытия состоит из плотно прилегающих боковыми поверхностями друг к другу брусчатых элементов 2, верхние поверхности которых образуют общую горизонтальную плоскую поверхность плиты 1, на которую наклеена воздухонепроницаемая пленка 3.
Боковые поверхности плиты представляют собой чередующиеся выступы 4 и впадины 5.
Воздухонепроницаемая полимерная пленка 3 наклеена на горизонтальную поверхность битумной мастикой. Толщина слоя битумной
мастики составляет 1-5 мм. Воздухонепроницаемая пленка может быть выполнена из полиэтилена.
Укладка плиты 1 на подушку дорожного покрытия включает захват плиты 1, установку ее на подушку (подушка дорожного покрытия на чертежах не показана) и стыковку ее боковых поверхностей с боковыми поверхностями соседних плит 1. Для этого вакуумную камеру 6 стропуют за нижнюю часть подъемным механизмом 7 и устанавливают ее на поверхность плиты 1 дорожного покрытия. Для поднятия груза производят перестроповку за верхнюю стенку 11. Перемещением верхней стенки 11 вверх подъемным механизмом 7 создают внутри камеры 6 разряжение и ведут вакуум-захват плиты 1. Плиту 1 перемещают и устанавливают на дорожную подушку, затем стыкуют боковые поверхности соседних плит по выступам 4 и впадинам 5. После того, как соседние плиты состыкованы между собой, снимают вакуум путем опускания верхней стенки 11 камеры вниз. Производят строповку камеры 6 подъемным механизмом 7 за основание 10 и снимают камеру 6 с плиты 1.
Вакуумная камера 6 содержит герметичный корпус 12, имеющий верхнюю стенку 11, перфорированную плиту 13 и эластичное уплотнение 14. Герметичный корпус имеет гофрированные эластичные стенки 15, герметично соединенные с верхней стенкой 11 и расположенным в нижней части камеры 6 основанием 10, снабженные расположенными друг над другом распорными сквозными каркасами 16. Корпус 12 содержит выпускной клапан 17, расположенный в отверстии 18 верхней стенки 11, основание 10 выполнено в виде перфорированной плиты 13, на верхней стороне основания 10 установлен упор 9 для контакта с верхней стенкой 11 камеры 6 при ее минимальном объеме в режиме разряжения. На нижней стороне основания 10 расположены ограничители 20, обеспечивающие
воздушный зазор между основанием 10 и транспортируемой плитой 1. Основание 10 герметично соединено с эластичным уплотнением 14 по всему периметру.
Габаритные размеры основания 10 соответствуют габаритным размерам плиты 1 дорожного покрытия.
Укладка плиты на подушку дорожного покрытия осуществляется следующим образом.
Застропованная за нижнее основание 10 вакуумная камера 6 ставится на поверхность плиты 1 с помощью подъемного механизма 7. Когда верхняя стенка 11 расположена на упоре 9, то перестроповывают камеру 6 за верхнюю стенку 11. При подъеме застропованной верхней стенки 11 вверх при неподвижном основании 10, клапан 17 закрывается, а в увеличенном объеме камеры 6 создается разряжение. Происходит присос между камерой 6 и плитой 1, при котором основание 10 удерживает плиту 1, не обладающую достаточной собственной жесткостью. Разряжение будет возрастать по мере подъема верхней стенки 11 камеры 6 до того момента, когда сила присоса между камерой 6 и плитой 1 превысит вес плиты 1. В этот момент осуществляется вакуум-захват плиты 1 камерой 6, т.е. происходит ее отрыв от опоры и подъем камеры 6 и плиты 1 механизмом подъема 7.
Перемещают и устанавливают плиту 1 на подушку дорожного покрытия, стыкуют боковые поверхности соседних плит 1 по выступам и впаадинам, расстроповывают верхнюю стенку 11 камеры 6 и опускают ее вниз под действием собственного веса, снимая вакуум в камере 6. Стропуют камеру 6 за нижнее основание 10 и снимают с уложенной плиты 1.
Предусмотрены визуальная отметка (на чертежах не показана) и звуковая сигнализация, предупреждающие за 20-25 секунд об окончании захвата, т.е. о необходимости опускания груз на место или перезахвата.
При подъеме плиты 1 (груза) с незначительным весом, возникающее при этом в камере 6, соответствующее этому весу незначительное разряжение может не обеспечить достаточное плотное прижатие уплотнения 14 камеры 6 к поверхности плиты (груза), т.е. не обеспечить достаточно герметичную стыковку камеры 6 с поверхностью плиты (груза), что приводит к резкому снижению продолжительности захвата.
Для повышения продолжительности захвата в данном случае следует увеличить вес поднимаемой плиты (груза) до оптимальной величины, при которой достигается максимальная продолжительность захвата.
Для этого на нижнее основание 10 камеры 6 (фиг.16) навешивается дополнительная плита (груз) 21, которая опираясь на поверхность поднимаемой плиты 1 (груза) (фиг.17) увеличивает его вес до оптимальной величины.