CZ290399B6 - Povrchová úprava vozovky - Google Patents

Abstract

Povrchov ·prava vozovky s dr kami na jej m povrchu, kde horn strana vozovky je opat°ena dr kov n m (5) s alespo jednou s ri paraleln ch dr ek (1), kter vedou alespo p°es jeden j zdn pruh (2) na vozovce, p°i em dr ky (1) jsou 1 a 15 mm hlubok a °ce 5 a 500 mm irok a jsou vedeny pod ·hlem .alfa. od 1 do 90.degree. v i pod ln ose (3) vozovky (2).\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká povrchové úpravy vozovky s drážkami na jejím povrchu.

Dosavadní stav techniky

Vozovky jsou vlivem pohybu vozidel a chodců stále více vyhlazovány. Dochází tím ke zmenšování drsnosti jejich povrchu a tím i snížení součinitele smykového tření za sucha a hlavně za mokra. Prodlužuje se brzdná dráha vozidel. K tomuto negativnímu jevu na vozovce dochází zvláště vlivem nákladní dopravy, kdy přetěžovaná nákladní vozidla neúměrně opotřebovávají povrch vozovky, čímž následně dochází k deformaci vrchního povrchu vozovky, projevující se prasklinami, podélnými vyjetými kolejemi a vyhlazováním povrchu. Při dešti se vnejnižších místech vyjetých kolejí hromadí voda. Ta se však také hromadí i na rovných površích po celé šířce vozovky z důvodu jejího nesprávného spádování. Při rychlostech přesahujících 70 km/hod, dochází ke zhoršování odtoku vody v drážkách pneumatik vozidel a následně pak k vytvoření vodního filmu. K akvaplaningu dochází tehdy, když voda nemůže dostatečně rychle unikat ze stykové plochy. Vozidlo začíná plavat, pneumatiky ztrácejí přilnavost a hrozí nebezpečí smyku. Tento nežádoucí stav lez odstranit vyřezáním nebo vytrózováním drážek do povrchu vozovky. Drážky vyřezávané či frézované do silničního povrchu zabraňují akvaplaningu poměrně účinně. Ovšem tyto drážky vzhledem k tomu, že jsou úzké a jsou frézovány kolmo na směr jízdy, nemají samočisticí vlastnosti. Pro zachování jejich účinnosti je žádoucí drážky udržovat čisté, což je ekonomicky nákladné. Tyto nevýhody jsou odstraněny drážkami popisovanými v přihlášce WO 89/07689, které jsou v průřezu zkosené ve tvaru písmene V, mají strmě skloněnou stěnu, zatímco jejich druhá stěna je skloněna mírně. Uhel zkosení drážky hraje důležitou roli, neboť pokud by strmě skloněná stěna měla úhel přibližně menší než 50° pak by docházelo k úniku vody na rovné části vozovky a koncentrovaný tlak pneumatiky by mohl být ztracen. Nevýhodou drážek však je, že drážky takového konstrukce jsou maximálně účinné pouze na přistávacích plochách. Drážky jsou na obou koncích přistávací plochy obráceny opačným směrem, tj. každá drážka je orientována tak, že mírně skloněná stěna je otočena k přilehlému konci přistávací plochy. Výhodou takovéhoto uspořádání je spojení odolnosti proti akvaplaningu při přistání na mokré přistávací ploše při velkých rychlostech na jednom konci přistávací plochy s dobrou třecí přilnavostí mezi pneumatikou a plochou při nouzovém brždění na druhém konci plochy. Jistou nevýhodou tohoto profilu drážky je, že při použití na obousměrných silnicích lze využít jen odstranění akvaplaningu při orientaci strměji skloněné stěny ve směru jízdy vozidla, přičemž vozidla pohybující se v protisměru využijí dobrou třecí přilnavost mezi pneumatikou a plochou vozovky při nouzovém brždění. U starších vozovek, které jsou spádovány směrem k oběma krajnicím, dochází k náklonu nákladních vozidel vždy na pravou stranu. Tím dochází k většímu zatěžování pravé stopy vozidla, která je vyhlazována i vyjížděna více než levá stopa vozidla. Při pohybu vozidel na takto porušených vozovkách je součinitel třeni v pravé stopě nižší a vozidla mají tendenci se přetáčet doleva, přičemž existuje reálné nebezpečí čelního střetu s protijedoucím vozidlem při smyku. Toto negativní působení vozidel se projevuje na všech typech vozovek, opatřených asfaltovými, betonovými a žulovými povrchy. Z tohoto faktu vyplývá, že se každoročně samovolně snižuje součinitel smykového tření a tudíž se stále zhoršuje bezpečnost pohybu vozidel na vozovkách. Náprava tohoto stavu se většinou provádí zhotovením nových nánosů vrstev živic, asfaltobetonů, mastikových koberců atd. V některých případech se provádí lokální vyfrézování podélně vyjetých kolejí do hloubky 5 až 10 cm s následným nanesením dílčích asfaltových koberců s vyšší drsností povrchu. Tyto úpravy jsou však finančně nákladné, zdlouhavé a velmi pracné. Další možností, jak dosáhnout požadovaného součinitele smykového tření f₀ = 0,6 až 0,7 pneumatik na vozovce, např. dlážděné, je opatřit tento povrch vozovky ve směru kolmém na směr jízdy rovnoběžnými drážkami o hloubce v rozmezí 1 až 2 mm. Tyto

- 1 CZ 290399 B6 drážky jsou uspořádány v pruzích. Takovou úpravou je sice možné zvýšit součinitel smykového tření, avšak konstrukce drážek neřeší odvodňování rizikových míst vozovek. Dále je možné odstranit nežádoucí stav celoplošným podélným vyfrézováním vozovek pomocí velkých silničních fréz, čímž se sice odstraní podélně vyjeté koleje, ale takto upravené vozovky s povrchem 5 opatřeným nerovnoměrně hlubokými drážkami značně hlučí a navíc dochází k nebezpečnému odlamování kamínků z povrchů takto upravených vozovek.

Postata vynálezu

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny povrchovou úpravou vozovky s drážkami na jejím povrchu, jejíž podstata spočívá v tom, že horní strana vozovky je opatřena drážkováním s alespoň jednou sérií paralelních drážek, které vedou alespoň přes jeden jízdní pruh na vozovce, přičemž drážky jsou 1 až 15 mm hluboké a 5 až 500 mm široké a jsou vedeny 15 pod úhlem a od 1 do 90° vůči podélné ose vozovky.

Výhodu drážkového profilu pro vozovky je, že zajišťuje minimální destrukci vrchní vrstvy vozovky, a že je také dostatečným způsobem zajištěno zdrsnění u vyhlazených povrchů vozovek a naopak u příliš hrubých povrchů jejich vyhlazení. Drážkový profil pro vozovky není náchylný 20 na autodestrukci vlivem zamrznutí dešťových srážek ve vyfrézovaném profilu. Obalová dotyková plocha frézovaného profilu je ve stejné výši jako plocha obalové vrstvy vozovky. Výhodou je i to, že se jedná o bezhlučný drážkový profil, jehož šířka se pohybuje kolem 30 cm a lze ji podle potřeby libovolně měnit. Tyto profily se do vozovky frézují pod úhlem α 1 až 90° vůči podélné ose vozovky. Šikmá drážka vytvořená do povrchu vozovky či mostovky výrazně zrychluje odvod 25 nahromaděné vody v drážkách, kde je voda urychlována tangenciální složkou síly způsobované pohybem pneumatiky. Nájezd pneumatiky na drážku, jež je do povrchu vozovky vytvořena pod úhlem α (1 až 90°), je nehlučný, což je velmi ceněno v příměstských oblastech, ve městech a vesnicích. Uhel α má rozhodující vliv na totálně rovných vozovkách, kde je nulový podélný i příčný sklon, neboť jen drážka vytvořená do povrchu vozovky šikmo na směr jízdy vozidla 30 zajistí důkladné odvodnění jejího povrchu. Frézování drážkových profilů je možné provádět bez mezer nebo s mezerami od 1 cm do několika desítek metrů. Upravovat frézováním se dají veškeré typy známých povrchů, z kterých jsou vozovky zhotovovány.

Povrchová úprava vozovky umožňuje vytvoření odvodňovacího bezhlučného profilu. Toho je 35 dosaženo tím, že je tvořena drážkováním s paralelními drážkami v příčném řezu ve tvaru obdélníku, přičemž drážky jsou 1 až 8 mm hluboké a 5 až 50 mm široké, mezera mezi sousedními drážkami je široká 10 až 200 mm, přičemž celková šířka drážkování je 100 až 300 mm a vzdálenost mezi dvěma sousedními drážkováními je alespoň 10 mm.

Pro zvýšení drsnosti povrchu je povrchová úprava vozovky tvořena drážkováním s pravidelně uspořádanými drážkami v příčném řezu vlnovitého tvaru, které jsou 1 až 15 mm hluboké a 5 až 15 mm široké, přičemž celková šířka drážkování je od 10 do 300 mm a vzdálenost mezi dvěma sousedními drážkováními je alespoň 10 mm.

Tímto je dosaženo rovnoměrného zdrsněného profilu s maximálním protiskluzovým účinkem v hloubce 1 až 5 mm. Drážkovaný profil zajišťuje minimální destrukci vrchní vrstvy vozovky. Není náchylný na autodestrukci vlivem zamrznutí vody v profilu. Obalová dotyková plocha frézovaného profilu je ve stejné výši jako obalová plocha povrchu vozovky. Tímto je dosaženo nehlučnosti profilu.

Povrchová úprava vozovky prostřednictvím retardérového profilu umožňuje varovné ozvučení nebezpečných úseků vozovky, čehož je dosaženo tím, že jej tvoří drážkování s drážkami

-2 CZ 290399 B6 v příčném řezu ve tvaru pravoúhlého lichoběžníka, jehož strany A a B jsou dlouhé 300 mm a strany C a D 1,5 až 10 mm.

Pro snížení nebezpečí smyku na mostních komunikacích je povrchová úprava vozovky tvořena drážkováním s pravidelně uspořádanými drážkami v příčném řezu ve tvaru pilového zubu, přičemž paralelní drážky jsou hluboké 6 mm a široké 5 až 20 mm, mezera mezi sousedními drážkami je od 100 do 250 mm, přičemž celková šířka drážkování je od 200 do 500 mm a vzdálenost dvou sousedních drážkování je alespoň 10 mm. Tímto je dosaženo lepšího uložení chemického posypu v hlubokých drážkách, které pak slouží jako zásobník solanky. Profil drážky je konstruován tak, aby měl co nejmenší možné odtokové vlastnosti po vrstevnici, tzn. aby vzniklý roztok vody a soli, tzv. solanka, se uchovával v drážce jako v zásobníku. Tímto lze podstatně zvýšit účinnost chemického posypu na mostních komunikacích.

Pro snížení hlučnosti betonových povrchů je povrchová vrstva vozovky opatřena srovnávacím profilem, který tvoří drážkování s nepravidelně uspořádanými drážkami v příčném řezu ve tvaru písmene V, které jsou hluboké 1 až 3 mm a široké 1,5 až 5 mm, s mezerou mezi sousedními drážkami 1 až 5 mm. Tímto je dosaženo zbroušení ostrých hran, které vznikají při zdrsňování povrchu betonové vrchní vrstvy vozovky. Srovnávací profil zaručuje odstranění nej vyšších nerovností vzniklých na površích vozovek v převýšení nejméně 1 mm. Tímto se dosáhne snížení hlučnosti vozovky a tím následně i snížení únavy řidičů. Výhodné je i to, že touto úpravou se dosáhne lepšího odvodnění vozovky, neboť voda v drážce o příčném průřezu ve tvaru písmene V je snadno odváděna. Výhodou je i to, že po aplikaci tohoto profilu na komunikaci se snižuje nutnost stavby protihlukových bariér, zejména v intravilánech, což má za důsledek zvýšení hygienické užitnosti vozovky.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém znázorňuje obr. 1 schematické uspořádání frézovaného drážkového profilu vrchní vrstvy vozovky o třech jízdních pruzích, obr. 2 řez bezhlučným odvodňovacím profilem, obr. 3 řez zdrsňujícím profilem, obr. 4 řez retardérovým profilem, obr. 5 řez protismykovým solankovým profilem na mostních vozovkách, obr. 6 řez srovnávacím profilem na betonových vozovkách a obr. Ί řez srovnávacím profilem na asfaltových vozovkách.

Příklady provedení vynálezu

Povrchová úprava vozovky je znázorněna v příkladném provedení na komunikaci o třech jízdních pruzích na obr. 1. Tuto povrchovou úpravu tvoří drážkování 5, její vrchní vrstvy 6 s drážkami £ o proměnlivé šířce š 5 až 300 mm a hloubce h 1 až 10 mm, přičemž drážkování 5 má celkovou šířku £ 300 mm. Drážky £ jsou vytvořeny pod úhlem α 1 až 90° vůči podélné ose 3 vozovky 2. Drážkování 5 vrchní vrstvy 6 vozovky 2 je provedeno s odstupem 7 třímetrových mezer v odstavném jízdním pruhu a v odstupu 7 šestimetrových mezer v pomalém jízdním pruhu, přičemž rychlý jízdní pruh je bez drážkování 5.

Povrchovou úpravu vozovky podle obr. 1 a 2 tvoří bezhlučný odvodňovací profil. Tento je tvořen drážkováním 5 její vrchní vrstvy 6 s nepravidelně širokými drážkami £ o hloubce h 1 až 5 mm a proměnlivé šířce š 10 až 50 mm, s mezerou 12 sousedních drážek 10 až 200 mm. Přitom celková šířka £ drážkování 5 je 300 mm a drážky £ jsou vytvořeny pod úhlem α 1 až 90° vůči ose 3 vozovky 2 ve směru jízdy. Funkce drážkového bezhlučného odvodňovacího profilu je patrná z obr. 2. Pohybem pneumatik po profilu dochází k usměrněnému odtlačování vody z vozovky 2 k jejím okrajům mimo vozovky. Pneumatiky v tomto případě působí jako lopatky rotačního čerpadla. Vlivem pohybu pneumatik po tomto profilu dochází i kjeho samočištění.

Povrchovou úpravu vozovky podle obr. 1 a 3 tvoří zdrsňující profil, který je tvořen drážkováním 5 její vrchní vrstvy 6 s pravidelně širokými drážkami 1 vlnovitého tvaru o hloubce h 1 až 15 mm a šířce š 3 až 4 mm. Přitom celková šířka š^ drážkování 5 je 300 mm a drážky 1 jsou vytvořeny pod úhlem α 1 až 90° vůči ose 3 vozovky 2 ve směru jízdy. Funkce zdrsňujícího profiluje patrná z obr. 3. Hrany 8 drážek 1 drážkování 5 se zakusují do pneumatiky a zajišťují tak potřebné tření. Vlivem přejíždění pneumatik přes toto drážkování 5 dochází k samočisticímu účinku profilu a též i ke snížení hlučnosti.

Povrchovou úpravu vozovky podle obr. 1 a 4 tvoří retardérový profil, jenž je tvořen drážkováním 5 její vrchní vrstvy 6 s drážkou 1 ve tvaru pravoúhlého lichoběžníka o stranách A B, jejichž délka je 300 mm a stranách C a D, jejichž délka je 1,5 až 10 mm. Funkce retardérového profiluje následující. Hloubka h profilu, která je 1,5 až 10 mm, umožňuje propadnutí pneumatik na dno tohoto profilu. Pneumatiky pohybem po tomto dnu narazí na jeho konci na překážku, kterou je hrana 10 profilu o hloubce h, např. 10 mm, a převalí se přes tuto hranu JO. Tímto nárazem dochází ke zvukovému efektu, který upozorňuje řidiče na nebezpečné místo na komunikaci a zároveň napomáhá ke snížení rychlosti vozidla, neboť řidič podvědomě přibrzdí.

Povrchovou úpravu vozovky podle obr. 1 a 5 tvoří solankový profil, který je tvořen drážkováním 5 její vrchní vrstvy 6 s pravidelně uspořádanými drážkami 1 ve tvaru pilového kmitu o hloubce h 5 až 15 mm a šířce š 5 až 15 mm, kde mezera 12 mezi sousedními drážkami 1 je od 100 do 300 mm, přičemž celková šířka £ drážkování 5 je od 200 do 500 mm. Odstup 7 sousedních dvou drážkování 5 je nejméně 0,01 m. Funkce solankového profilu je následující. Mostní vozovka opatřená tímto profilem je preventivně ošetřena chemickým posypem, který je ukládán do drážek L Drážkování 5 je provedeno tak, aby mělo co nejmenší odtokový profil, to znamená, aby solanka zůstala uchována v drážkách J. Toto je zabezpečeno tvarem drážky 1, která je konstruována takovým způsobem, aby za sucha solanka zůstala uchována v drážce L Při sněžení nebo namrzajícím dešti dojde k zatečení vody do drážek 1 se solankou. Dochází ke zvyšování hladiny solanky, která je prostřednictvím pneumatik přejíždějících vozidel nanášena na mostní vozovku. Tímto se zamezí nebezpečí pozdního ošetření vozovky a tím tvoření náledí. V případě, kdy jsou drážky 1 prázdné a vznikne na mostní komunikaci námraza, hrany 11 drážek 1 v tomto případě slouží jako protiskluzová záchrana.

Povrchovou úpravou vozovky podle obr. 1, 6 a 7 je srovnávací profil, který tvoří drážkování 5 její vrchní vrstvy 6 s drážkami 1 ve tvaru písmene V, či žlábků o hloubce 1 až 3 mm a šířce 1,5 až 5 mm, přičemž vzdálenost 12 sousedních drážek 1 je 1 až 5 mm. Lehkým zbroušením nerovností vytvořených na vrchní vrstvě 6 vozovky 2 se dosáhne srovnání mezer 12 mezi jednotlivými drážkami 1 do jedné roviny a tím snížení hlučnosti, která vzniká přejížděním pneumatik po nerovnostech povrchu. Funkce srovnávacího profilu je následující. Odstraněním velkého počtu ostrých hran a nerovností s následným vznikem množství hladkých ploch a mezer mezi drážkami dojde při pohybu pneumatik po tomto profilu k odstranění hluku slyšitelného v interiéru automobilu i celkové hlučnosti vozovky jako takové.

Průmyslová využitelnost

Povrchovou úpravu vozovky lze využít na všech druzích vozovek jako bezpečnostního opatření ke snížení počtu nebezpečných míst na vozovkách, které vznikají vlivem povětrnostních podmínek či vlivem snižování drsnosti, či deformací povrchu vozovek nebo vlivem vyjetých podélných kolejí.

Claims (6)

1. Povrchová úprava vozovky s drážkami na jejím povrchu, vyznačující se tím , že horní strana vozovky je opatřena drážkováním (5) s alespoň jednou sérií paralelních drážek (1), které vedou alespoň přes jeden jízdní pruh (2) na vozovce, přičemž drážky (1) jsou 1 až 15 mm hluboké a 5 až 500 mm široké a jsou vedeny pod úhlem a od 1 do 90° vůči podélné ose (3) vozovky (2).

2. Povrchová úprava vozovky podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořena drážkováním (5) s paralelními drážkami (1) v příčném řezu ve tvaru obdélníku, přičemž drážky (1) jsou 1 až 8 mm hluboké a 5 až 50 mm široké, mezera (12) mezi sousedními drážkami je široká 10 až 200 mm, přičemž celková šířka drážkování (5) je 100 až 300 mm a vzdálenost mezi dvěma sousedními drážkováními (5) je alespoň 10 mm.

3. Povrchová úprava vozovky podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořena drážkováním (5) s pravidelně uspořádanými paralelními drážkami (1) v příčném řezu vlnovitého tvaru, které jsou 1 až 15 mm hluboké a 5 až 15 mm široké, přičemž celková šířka drážkování (5) je od 10 do 300 mm a vzdálenost mezi dvěma sousedními drážkováními (5) je alespoň 10 mm.

4. Povrchová úprava vozovky podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořena drážkováním (5) s paralelními drážkami (1) v příčném řezu ve tvaru pravoúhlého lichoběžníka, jehož strany A a B jsou dlouhé 300 mm a strany C a D 1,5 až 10 mm.

5. Povrchová úprava vozovky podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořena drážkováním (5) s pravidelně uspořádanými paralelními drážkami (1) v příčném řezu ve tvaru pilového zubu, přičemž paralelní drážky (1) jsou hluboké 6 mm a široké 5 až 20 mm, mezera (12) mezi sousedními paralelními drážkami (1) je od 100 do 250 mm, přičemž celková šířka drážkování (5) je od 200 do 500 mm a vzdálenost mezi dvěma sousedními drážkováními (5) je alespoň 10 mm.

6. Povrchová úprava vozovky podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořena drážkováním (5) s nepravidelně uspořádanými paralelními drážkami (1) v příčném řezu ve tvaru písmene V, které jsou hluboké 1 až 3 mm a široké 1,5 až 5 mm s mezerou (12) mezi sousedními paralelními drážkami (1) 1 až 5 mm.