CZ20033449A3

CZ20033449A3 - Konstrukce povrchové silniční vrstvy pro dopravní plochy a stavební povrchy

Info

Publication number: CZ20033449A3
Application number: CZ20033449A
Authority: CZ
Inventors: Josef Scherer
Original assignee: Josef Scherer
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2005-01-12
Also published as: DE10126074A1; US20050047863A1; HRP20031038A2; PL205947B1; WO2003002821A1; EP1509656A1; HUP0400602A2; CA2487868C; PL373109A1; US7052203B2; CA2487868A1

Description

(57) Anotace:

Řešení se týká konstrukce povrchové silniční vrstvy(B) pro dopravní plochy a stavební povrchy, sestávající z podkladové vrstvy (UB), umístěné na podkladu (UG), povrchové silniční vrstvy (B), jakož i z nadstavbové vrstvy (OB), která pokrývá podkladovou vrstvu (UB) a alespoň zčásti se skládá z betonu, zejména asfaltobetonu. Podkladová vrstva (UB) přitom zahrnuje nejméně jedno mřížoví (GW), rozkládající se podél povrchové silniční vrstvy (B) s prameny (Sl, S2) vláken, uspořádanými křížem za vytváření ok, z pevných provazců (FS) vláken, které jsou spolu látkově nebo silově spojeny. Provazce (FS) vláken jsou napojeny a/nebo obklopeny vážkou elastickou spojovací hmotou a tímto napojením respektive obklopením jsou bezprostředně materiálově spojeny spolu v místech svých zkřížení, jakož i s podkladem (UG) a s nadstavbovou vrstvou (OB). Nadstavbová vrstva (OB) je nejméně v některých úsecích v oblasti otevřených vnitřních prostorů (MI) ok mřížoví (GW) materiálově a/nebo tvarově spojena s podkladem (UG) povrchové silniční vrstvy (B).

··«·

181 988/HK

Konstrukce povrchové silniční vrstvy pro dopravní plochy a stavební povrchy

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukce povrchové silniční vrstvy pro dopravní plochy a stavební povrchy, sestávající se z podkladové vrstvy umístěné na podkladu povrchové silniční vrstvy, jakož i z nadstavbové vrstvy, která pokrývá podkladovou vrstvu a alespoň zčásti se skládá z betonu, zejména asfaltobetonu. Podkladová vrstva přitom zahrnuje nejméně jedno mřížoví rozkládající se podél povrchové silniční vrstvy s prameny vláken, uspořádanými křížem za vytváření ok, z pevných provazců vláken, které jsou spolu látkově nebo silově spojeny. Vynález se týká také speciálních mřížoví z provazců vláken jako takových a stavebních prvků pro konstrukce povrchových silničních vrstev výše uvedeného druhu.

Dosavadní stav techniky

Takové konstrukce povrchových silničních vrstev jsou známy ze stavu techniky. U nich se v oblasti mezer v mřížoví podkladové vrstvy vyskytuje zauzlený vláknitý materiál, tj . objemový vláknitý materiál, který má vytvořit plošně kryjící spojení mezi podkladem a nadstavbovou vrstvou, resp. jeho provazci vláken a krycími vrstvami. V praxi přichází rouno zauzlených vláken při vkládání mřížoví více nebo méně rozsáhle do styku s vazce tekoucím bitumenem a má při naválcování, jakož i v mezidobí při přejíždění stavebních vozidel, tendenci k ulpívání na válcích resp. kolech vozidel. Následkem je nežádoucí nadzvedávání, posunování a dokonce vytrhávání zauzleného vláknitého materiálu a za určitých okolností i s ním spojeného mřížoví.

···· · * · · · ···· • ···· · · · • · · · · · • · · ···· ·

1« · · · · · ······· ·· ··

Úkolem vynálezu je proto nejprve vytvoření konstrukce povrchové silniční vrstvy, která za zachování výhod vysoce pevných vláknových struktur v podkladu vrstvy umožňuje překonání výše jmenovaných nevýhod, které jsou spojeny s ulpíváním a nadzvedáváním, resp. vytrháváním nebo posouváním plošně kryjícího vláknitého materiálu.

Podstata vynálezu

Řešení tohoto úkolu podle vynálezu je ve spojitosti s výše uvedenými druhovými znaky určováno tím, že jsou provazce vláken mřížoví samy o sobě napojeny anebo obklopeny vážkou elastickou spojovací hmotou a tímto obklopením resp. napojením jsou spolu hmotově spojeny v oblasti svých křížení, a rovněž jsou hmotově spojeny s podkladem a nadstavbovou vrstvou a že nadstavbová vrstva je alespoň zčásti v oblasti otevřených vnitřních prostor ok mřížoví hmotově anebo tvarově spojena s podkladem povrchové silniční vrstvy.

Toto řešení spočívá na překvapivém, ale praxí potvrzeném poznatku, že vážkou elastickou spojovací hmotou o sobě napojené anebo obklopené provazce vláken mřížoví tvoří s podkladem na jedné straně a s nadstavbovou vrstvou na druhé straně dostatečně stabilní spojení, aby se zvládla ohybová a tahová napětí ve vysoce namáhané povrchové silniční vrstvě a aby se zajistila potřebná nosnost povrchové silniční vrstvy.

Zvláštní význam má v souvislosti s vynálezem bezprostřední a celkem velkoplošné smykové spojení mezi nadstavbovou vrstvou a podkladem uvnitř vnitřních prostorů v okách. Toto smykové spojení může být racionálně vytvořeno hmotově anebo tvarově pomocí pojiv, zejména bituminózních hmot umístěných každopádně obvyklým způsobem v oblasti spodní strany nadstavbové vrstvy.

Látkové spojení může být v této souvislosti vytvořeno účinkem slepení nebo ulpíváním spojovací hmoty na příslušných pevných tělesech, tvarové upevnění zase účinkem makroskopického nebo mikroskopického zapadnutí do sebe.

Podstatné další zdokonalení vynálezu spočívá v tom, že se v mřížoví vytvoří minimálně dva křížem uspořádané prameny vláken z vysokopevnostních provazců vláken s nejméně zčásti rozličnými moduly pružnosti v tahu. To umožňuje přizpůsobení vždy na dané poměry v zatížení na povrchové silniční vrstvě, jakož i úsporu nákladů z hlediska složek povrchové silniční vrstvy. Pro dopravní plochy vystavené pohybovým zatížením přichází v úvahu zejména konstrukce, u které je nejméně jeden pramen provazců vláken uspořádán s relativně vysokým modulem pružnosti v tahu do ostrého úhlu, zejména nejméně přibližně podél hlavního směru pohybového zatížení. Tím se dá při dané nosnosti nebo životnosti povrchové silniční vrstvy dosáhnout optimalizace z hlediska materiálových nákladů. U zdokonalení vynálezu může k tomuto účelu sloužit zejména uspořádání, u kterého jsou v mřížoví nejméně křížem uspořádané prameny vláken s vysokopevnostních provazců vláken, které v jednom z těchto pramenů vláken jsou alespoň zčásti ze skelných vláken a v druhém pramenu vláken jsou alespoň zčásti z uhlíkových vláken.

Mřížoví, opatřené podle vynálezu v povrchové silniční vrstvě, z křížem uspořádaných pramenů vláken z vysokopevnostních provazců vláken s rozdílnými moduly pružnosti v tahu představuje jako složka samostatný obchodní výrobek a tudíž i samostatný předmět vynálezu. Platí to i pro uspořádání skelných a uhlíkových vláken v mřížoví zmíněné v souvislosti s konstrukcí.

Předmětem vynálezu je dále podle vynálezu předem zhotovený stavební prvek, který je opatřen nejméně na jednom povrchu • · · · · · · J • · · * 4 • · · · • · · · 4 • · · · ···· · · ·· mřížoví, popřípadě u kterého jsou provazce vláken napojené a nebo obklopené odstranitelným, vazce elastickou spojovací hmotou opatřené na spojovací hmotě neulpívajícím, anebo nelepivým anebo odpuzujícím pokrytím. Toto výhodné provedení vynálezu má značný význam v tom, že umožňuje vyrobit obchodní výrobek tvořící těleso ve formě kompaktní role. Také se tím usnadní nanášení na místě jednoduchým rozvinutím role. Zvláště pokrokové je v této souvislosti vytvoření pokrytí jako tepelně odstranitelné, zejména opalovatelné fólie. To umožňuje další racionalizaci pokládacích prací.

Přehled obrázků na výkrese

Níže bude vynález blíže osvětlen pomocí příkladu provedení schématicky znázorněného na výkresech, přičemž obr. 1 je v prostorovém znázornění částečný řez povrchovou silniční vrstvou in šitu, obr. 2 je svislý řez povrchovou silniční vrstvou podle obr. 1 vedený v místě II-II z obr. 1, ale již s nadstavbou v oblasti řezu, obr. 3 je svislý řez povrchovou silniční vrstvou podobně jako na obr. 2, ale vedený v místě III-III z obr. 1, opět s nadstavbou v místě řezu a obr. 4 je předem zhotovený povrchovou vrstvu tvořící stavební prvek podle vynálezu ve formě roli tvořícího tělesa v bokorysu a sice se schematicky znázorněným způsobem zabudovávání.

Příklady provedení vynálezu

Konstrukce povrchové silniční vrstvy B znázorněná na obr. 1 zahrnuje podkladovou vrstvu UB umístěnou na podkladu UG povrchové silniční vrstvy B, jakož i podkladovou vrstvu UB překrývající nadstavbovou vrstvu OB vyrobenou nejméně zčásti z «··· · · · · « • t ·· ···· ··· · ····*·· <· »♦ betonu, zejména asfaltobetonu. Podkladová vrstva UB zahrnuje mřížoví GW, rozkládající se podél povrchové silniční vrstvy B, s křížem uspořádanými prameny Sl, S2 vysoce pevných provazců FS vláken. Provazce FS vláken jsou spolu v místech zkřížení K látkově nebo silově spojeny. Provazce FS vláken jsou napojeny anebo obklopeny vážkou, zejména bituminózní spojovací hmotou a tím jsou spolu bezprostředně materiálově spojeny v místech zkřížení K, jakož i s podkladem UG a s nadstavbovou vrstvou OB. Nadstavbová vrstva OB je v oblasti otevřených vnitřních prostorů MI ok mřížoví GW materiálově anebo tvarově spojena s podkladem UG povrchové silniční vrstvy B a sice velkoplošně.

Přitom při dalším provedení vynálezu vyplývá zvláštní technický pokrok z toho, když se alespoň k částečnému vyplnění prostorů mezi vlákny v provázcích FS vláken použije spojovací hmota, zejména bituminózní, která je až do roztavení na kapalinu termoplastická.

Obr. 2 znázorňuje v mřížoví GW dva křížem uspořádané provazce FS vláken s průřezem ve tvaru plochého obdélníku, jejichž ploché strany jsou v podstatě uspořádány rovnoběžně s podkladem UG. Místa zkřížení ΚΙ, K2, znázorněná v řezu, ukazují, že se u tohoto mřížoví GW jedná o strukturu tkaniny. V místech zkřížení ΚΙ, K2 jsou provazce FS vláken navzájem materiálově respektive tvarově zajištěny vhodnou, popřípadě také vytvrzující spojovací hmotou VM, takže ve spojení s podkladem UG a nadstavbovou vrstvou OB vzniká podkladová vrstva UB přenášející tažnou sílu v obou směrech.

Pro křížem uspořádané prameny Sl, S2 vláken v tomto mřížoví GW se podle vynálezu mohou s výhodou použít vysoce pevné provazce FS vláken s alespoň zčásti rozdílnými moduly pružnosti v tahu. Tím se dají definovat konstrukce optimální staticky a s ohledem na náklady. Jeden pramen S provazců FS vláken s relativně vysokým modulem pružnosti v tahu je přitom s výhodou uspořádán do ostrého úhlu, zejména alespoň přibližně podélně ke směru hlavního zatížení. Modul pružnosti v tahu z hlediska co do tahu tužších provazců FS vláken je zde s výhodou volen v oblasti mezi 180 kN/mm² a 260 kN/mm², modul pružnosti v tahu z hlediska co do tahu povolnějších provazců FS vláken v oblasti mezi 60 kN/mm² a 80 kN/mm². Zvláště hodnotné konstrukce vznikají, když v mřížoví GW existují nejméně dvoje křížem uspořádané prameny S vláken z vysokopevnostních provazců FS vláken, přičemž jedny prameny S vláken jsou alespoň částečně ze skelných vláken a druhé prameny S vláken jsou alespoň částečně z uhlíkových vláken.

Pro optimální dimenzování systému jsou důležité i rozměry ok mřížoví GW. K tomu se jako cenné ukázaly následující směrné velikosti. Minimální průměry volných vnitřních prostorů ok mřížoví GW mají činit nejméně 10 mm, maximální průměr ale nejvýše 80 mm, zejména nejvýše 50 mm. Ve spojení s tím by měl činit maximální průměr provazců FS vláken 3 až 10 mm, zejména do 5 mm.

Tyto údaje slouží také spolehlivému průniku ještě přetvořitelné respektive ještě nevytvrzené nadstavbové vrstvy OB přes otevřené vnitřní plochy ok mřížoví GW k podkladu UG a tím ke konečnému spolehlivému upevnění nadstavbové vrstvy OB vůči oddělujícímu a střihovému, jakož i ohybovému namáhání.

Obr. 4 znázorňuje stavební prvek vytvořený jako těleso RK ve tvaru svitku nebo role podle vynálezu, tvořený povrchovou silniční vrstvou B s na sobě neulpívajícími vrstvami z mřížového plochého materiálu. K tomu je na nejméně jednom povrchu mřížoví GW, respektive na provázcích FS vláken napojených anebo ···· · ·· ·< ···· • ···· «· · obklopených vážkou elastickou spojovací hmotou, vytvořeno odstranitelné, na hmotě neulpívající, respektive nelepící, respektive odpuzující, pokrytí BD, zejména ve formě odpovídající vrstvy. Podle vynálezu je tato vrstva s výhodou vytvořena ve formě tepelně odstranitelné, zejména opálením odstranitelné fólie. Na obr. 4 je k tomuto účelu schematicky znázorněno opalovací zařízení s hořákem BR. Jak je to znázorněné pomocí šipek ve směru pracovního pohybu či postupu práce, umožňuje toto provedení racionální způsob práce s kontinuálním prováděním prací. Podstatné rozpracování vynálezu z hlediska stavebních prvků spočívá v této souvislosti v tom, že na jednom povrchu mřížoví GW je odstranitelné pokrytí BD výše uvedeného druhu a na druhém povrchu je opatřena vrstva GS granulátu, která neulpívá na spojovací hmotě VM, nelepí na ní nebo ji odpuzuje.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) pro dopravní plochy a stavební povrchy, sestávající se z podkladové vrstvy (UB) umístěné na podkladu (UG) povrchové silniční vrstvy (Β) , jakož i z nadstavbové vrstvy (OB), která pokrývá podkladovou vrstvu (UB) a alespoň zčásti se skládá z betonu, zejména asfaltobetonu, přičemž podkladová vrstva (UB) zahrnuje nejméně jedno mřížoví (GW) rozkládající se podél povrchové silniční vrstvy (B) s prameny (Sl, S2) vláken, uspořádanými křížem za vytváření ok, z pevných provazců (FS) vláken, které jsou spolu látkově nebo silově spojeny, vyznačující se tím, že jsou provazce (FS) vláken napojeny anebo obklopeny vážkou elastickou spojovací hmotou a tímto napojením respektive obklopením jsou bezprostředně materiálově spojeny spolu v místech svých zkřížení, jakož i s podkladem (UG) a s nadstavbovou vrstvou OB) a že nadstavbová vrstva (OB) je nejméně v některých úsecích v oblasti otevřených vnitřních prostorů (MI) ok mřížoví (GW) materiálově anebo tvarově spojena s podkladem (UG) povrchové silniční vrstvy (B).
2. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle nároku 1 vyznačující se tím, že obsahuje spojovací hmotu (VM) , zejména bituminózní spojovací hmotu (VM), která je termoplastická až do roztavení na kapalinu, vyplňující alespoň zčásti prostory mezi vlákny uvnitř provazců (FS) vláken.
3. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že v mřížoví (GW) jsou nejméně dva křížem uspořádané prameny (Sl, S2) vláken z vysokopevnostních provazců (FS) vláken s alespoň zčásti • ···· · ·· «· · · · · • · · · · · · · · · plochým obdélníkovým průřezem, které jsou svojí plochou stranou uspořádány nejméně téměř rovnoběžně s podkladem (UG).
4. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle nároku 3 vyznačující se tím, že mřížoví (GW) vykazuje strukturu tkaniny.
5. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že v mřížoví (GW) jsou přítomny nejméně dva křížem uspořádané prameny (Sl, S2) vláken z vysokopevnostních provazců (FS) vláken s nejméně zčásti rozdílnými moduly pružnosti v tahu.
6. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle nároku 5 pro dopravní plochy vystavené zatížení z pohybu, vyznačující se tím, že nejméně jeden pramen (S) vláken provazců (FS) vláken s relativně vysokým modulem pružnosti v tahu je uspořádán do ostrého úhlu, zejména nejméně přibližně podél hlavního směru zatížení z pohybu.
7. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle některého z nároků 5 nebo 6 vyznačující se tím, že modul pružnosti v tahu u v tahu tužších provazců (FS) vláken je v oblasti od 180 kN/mm² do 260 kN/mm².
8. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle některého z nároků 5 až 7 vyznačující se tím, že modul pružnosti v tahu u v tahu měkčích provazců (FS) vláken je v oblasti od 60 kN/mm² do 80 kN/mm².
9. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle některého z nároků 5 až 6 vyznačující se tím, že v mřížoví (GW) jsou nejméně dva křížem uspořádané prameny (Sl, S2) vláken z vysoce pevných provazců (FS) vláken, které se skládají v jednom z těchto pramenů (S) vláken nejméně zčásti ze skelných vláken a v druhém z těchto pramenů (S) vláken nejméně zčásti z uhlíkových vláken.
10. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle některého z předchozích nároků vyznačující se tím, že minimální průměr volných vnitřních prostorů (MI) ok mřížoví (GW) činí 10 mm.
11. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle některého z předchozích nároků vyznačující se tím, že maximální průměr volných vnitřních prostorů (MI) ok mřížoví (GW) činí nejvýše 80 mm, zejména nejvýše 50 mm.
12. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle některého z předchozích nároků vyznačující se tím, že maximální průměr provazců (FS) vláken činí 3 až 10 mm, s výhodou do 5 mm.
13. Mřížoví (GW) z provazců FS) vláken pro povrchové silniční vrstvy (B) a zesílení dopravních ploch a stavebních děl, zejména pro konstrukce povrchových silničních vrstev (Β) , podle některého z předchozích nároků, zejména také pro in sítu vyráběné, jakož i prefabrikované vláknové lamináty s umělohmotnou matricí vyznačující se tím, že v mřížoví (GW) jsou nejméně dva křížem uspořádané prameny (Sl, S2) vláken z vysokopevnostních provazců (FS) vláken s alespoň zčásti odlišnými moduly pružnosti v tahu.
14. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle nároku 13 vyznačující se tím, že provazce (FS) vláken v nejméně jednom prvním pramenu (S) vláken jsou alespoň zčásti ze skelných vláken a v nejméně jednom druhém pramenu (S) vláken, • · který je k prvnímu uspořádán křížem, jsou alespoň zčásti z uhlíkových vláken.
15. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle nároku 13 nebo 14 vyznačující se tím, že v mřížoví (GW) jsou uspořádány nejméně dva křížem uspořádané prameny (Sl, S2) vláken z vysokopevnostních provazců (FS) vláken s alespoň zčásti plochým obdélníkovým průřezem, které jsou se svojí plochou stranou nejméně přibližně uspořádány rovnoběžně k podkladu (UG).
16. Konstrukce povrchové silniční vrstvy (B) podle nároku 15 vyznačující se tím, že mřížoví (GW) vykazuje strukturu tkaniny.
17. Prefabrikovaný stavební prvek pro konstrukci povrchové silniční vrstvy (B) podle nároků 1 až 12 vyznačující se tím, že na alespoň jednom povrchu mřížoví (GW) nebo na provázcích (FS) vláken napojených nebo obklopených vážkou elastickou spojovací hmotou je přítomno odstranitelné, na spojovací hmotě neulpívající anebo nelepící anebo ji odpuzující pokrytí (BD), zejména odpovídající vrstva.
18. Stavební prvek podle nároku 17 vyznačující se tím, že pokrytí (BD) je vytvořeno jako tepelně odstranitelná, zejména opalitelná fólie.
19. Stavební prvek podle nároku 17 nebo 18 vyznačující se tím, že na jednom povrchu mřížoví (GW) je odstranitelné pokrytí (BD) a druhém povrchu je na spojovací hmotě (VM) neulpívající anebo nelepící anebo ji odpuzující vrstva (GS) granulátu.
20. Stavební prvek podle nároku 14 až 16 vyznačující se tím, že je vytvořen jako těleso ve tvaru svitku nebo role (RK) s na sobě neulpívajícími vrstvami z plochého materiálu.