PL205947B1 - Konstrukcja pokrycia dla nawierzchni przeznaczonych na cele komunikacyjne i górnych powierzchni budowli i prefabrykowany element konstrukcyjny dla tej konstrukcji - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja pokrycia dla nawierzchni przeznaczonych na cele komunikacyjne i górnych powierzchni budowli i prefabrykowany element konstrukcyjny dla tej konstrukcji.

Takie konstrukcje pokrycia znane są ze stanu techniki. W konstrukcjach tych w obszarze przerw między kratami podbudowy znajduje się skłębiony materiał włókien, a więc materiał włókien o dużej objętości, który stanowi połączenie przykrywające powierzchnię między warstwą spodnią a warstwą górną lub ich pasmami włókien i warstwami kryjącymi. W praktyce, skłębione runo podczas osadzania kratownicy styka się w mniejszym lub większym stopniu z ciągliwym bitumem i podczas obciążania za pomocą walców, jak również podczas przejeżdżania pojazdów budowlanych dochodzi do przyczepiania się runa do walców lub pojazdów. Skutkiem tego jest niekorzystne unoszenie i przemieszczanie, a nawet wyrywanie skłębionego materiału włóknistego, a w pewnych okolicznościach również połączonej z nim kratownicy.

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja pokrycia dla nawierzchni przeznaczonych na cele komunikacyjne i górnych powierzchni budowli. Posiada ona podbudowę, umieszczoną na warstwie spodniej pokrycia oraz warstwę górną, przykrywającą podbudowę i wykonaną przynajmniej częściowo z betonu, korzystnie z asfaltobetonu. Podbudowa ta jest utworzona z co najmniej jednej kratownicy, usytuowanej wzdłuż pokrycia z dużą ilością kratowo usytuowanych prętów, wykonanych z pasm włókien o wysokiej wytrzymałości, które są połączone ze sobą z zamknięciem materiałowym i siłowym.

Istota wynalazku polega na tym, że pasma włókien o przekroju płaskiego prostokąta, przebiegające w jednym kierunku, przebiegają bezstykowo, jednokrotnie nałożone na siebie, w stosunku do pasm włókien o przekroju płaskiego prostokąta, przebiegających w innym kierunku. Każde z nich jest osłonięte ciągliwo-elastyczną masą łączącą, termoplastyczną, aż do postaci stopionej cieczy, zwłaszcza bitumiczną, lecz tylko częściowo wypełniającą przestrzenie pośrednie wewnątrz pasm włókien. Zatem pasma te są połączone ze sobą bezpośrednio w miejscach skrzyżowania zarówno z podbudową, jak i z warstwą górną z zamknięciem materiałowym, przy czym warstwa górna przynajmniej na określonych odcinkach, w obszarze otwartych przestrzeni wewnętrznych oczek kratownicy jest połączona z zamknięciem materiałowym i/lub kształtowym z warstwą spodnią pokrycia. Ponadto, kratownica na jednej powierzchni wyposażona jest w okładzinę, nie przyczepną do masy łączącej, w postaci wypalanej folii.

Korzystnie, pasma włókien, przebiegające w różnych kierunkach w kratownicy mają zróżnicowane moduły sprężystości E, przy czym każdy pręt z pasm włókien o wyższym module sprężystości E jest umieszczony pod kątem ostrym względem głównego kierunku ruchu obciążenia, a moduł sprężystości E bardziej wytrzymałych na rozciąganie pasm włókien leży w zakresie 180 kN/mm² a 260 kN/mm², a moduł sprężystoś ci E bardziej podatnych na rozcią ganie pasm wł ókien leż y w zakresie 60 kN/mm² a 80 kN/mm².

Według wynalazku, w kratownicy pasma włókien przebiegające w jednym kierunku wykonane są z włókien szklanych, a pasma włókien przebiegające w innym kierunku wykonane z włókien węglowych.

Minimalna średnica wolnych przestrzeni wewnętrznych oczek kratownicy wynosi przynajmniej 10 mm, a maksymalna średnica wolnych przestrzeni wewnętrznych oczek kratownicy wynosi najwyżej 80 mm, natomiast maksymalna średnica pasm włókien wynosi 10 mm.

Przedmiotem wynalazku jest również prefabrykowany element konstrukcyjny dla konstrukcji pokrycia, w którym pasma włókien o przekroju płaskiego prostokąta, przebiegające w jednym kierunku, przebiegają bezstykowo, jednokrotnie nałożone na siebie, w stosunku do pasm włókien o przekroju płaskiego prostokąta, przebiegających w innym kierunku i każde z nich jest osłonięte termoplastyczną, aż do postaci stopionej cieczy, zwłaszcza bitumiczną masą łączącą, czyli tylko częściowo wypełniającą przestrzenie pośrednie wewnątrz pasm włókien, ciągliwo-elastyczną masą łączącą. Zatem są połączone ze sobą bezpośrednio w miejscach skrzyżowania z zamknięciem materiałowym. Ponadto, kratownica na jednej powierzchni wyposażona jest w okładzinę, nie przyczepną do masy łączącej w postaci wypalanej folii, i jest wykonana jako zwój lub rolka z nie przyczepnych względem siebie warstw z materiał u pł askiego.

Rozwiązanie według wynalazku, przy zachowaniu zalet struktur włókien o wysokiej wytrzymałości w podbudowie pokrycia, umożliwia przezwyciężenie wad, związanych z przyczepianiem i unoszeniem, lub wykrywaniem albo przemieszczaniem kryjącego powierzchnię materiału włóknistego.

PL 205 947 B1

Rozwiązanie polega na nieoczekiwanym rozpoznaniu, potwierdzonym w praktyce, że pasma włókien, nasączone i/lub osłonięte ciągliwo-elastyczną masą łączącą tworzą dostatecznie stabilne połączenie z warstwą spodnią oraz z warstwą górną, w celu przejmowania naprężeń zginających i rozciągających wysoko obciążonego pokrycia i zagwarantowania koniecznej nośności pokrycia.

Zgodnie z wynalazkiem, szczególne znaczenie przypisywane jest całkowitej wielkopowierzchniowej przyczepności przesuwnej między warstwą górną a warstwą spodnią wewnątrz przestrzeni wewnętrznych między oczkami. Taką przyczepność przesuwną można racjonalnie wytworzyć z zamknięciem materiałowym i/lub kształtowym za pomocą lepiszcza, zwłaszcza mas bitumowych, umieszczonego w każdym razie w zwykły sposób w obszarze dolnej powierzchni warstwy górnej.

W tym przypadku zamknię cie materiałowe jest utworzone dzię ki dział aniu przylepnemu lub przyczepnemu masy łączącej względem danych elementów stałych, zamknięcie kształtowe jest utworzone za pomocą makroskopowego lub mikroskopowego działania zazębiającego.

Budowa prefabrykowanego elementu konstrukcyjnego według wynalazku ma istotne znaczenie, ponieważ umożliwia wytworzenie produktu handlowego w postaci zwartej rolki. Szczególnie korzystne ukształtowanie okładziny jako folii usuwanej termicznie, zwłaszcza wypalanej umożliwia dalszą racjonalizację robót związanych z pokryciem.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zgodnie z wynalazkiem pokrycie drogi, wykonane na miejscu, w perspektywicznym częściowym przekroju, fig. 2 - pokrycie drogi według wynalazku, w przekroju pionowym wzdłuż linii II-II z fig. 1, z warstwą górną znajdując ą się w obszarze przekroju, fig. 3 - podobnie jak na fig. 2, pokrycie drogi w przekroju pionowym, jednak wzdłuż linii III-III zaznaczonej na fig. 1 z warstwą górną znajdującą się w obszarze przekroju, fig. 4 -prefabrykowany element konstrukcyjny pokrycia według wynalazku, w postaci rolki, w widoku z boku, w schematycznie zaznaczonym procesie układania.

Konstrukcja pokrycia, przedstawiona na fig. 1, posiada podbudowę UB, umieszczoną na warstwie spodniej UG pokrycia B oraz warstwę górną OB, przykrywającą podbudowę i wykonaną przynajmniej częściowo z betonu, zwłaszcza z asfaltobetonu. Podbudowa jest utworzona z kratownicy GW, usytuowanej wzdłuż pokrycia, z dużą ilością krzyżujących się prętów S1, S2, tworzących oczka, wykonanych z pasm włókien FS o wysokiej wytrzymałości. W miejscach skrzyżowania K, pasma włókien są połączone ze sobą z zamknięciem materiałowym i siłowym. Same pasma włókien FS są nasączone i/lub osłonięte ciągliwo-elastyczną, zwłaszcza bitumiczną masą łączącą i dzięki temu są połączone ze sobą bezpośrednio w miejscach skrzyżowania z zamknięciem materiałowym, zarówno z podbudową UG, jak i z warstwą górną OB. W obszarze otwartych przestrzeni wewnętrznych między oczkami MI kratownicy GW, warstwa górna OB jest połączona z zamknięciem materiałowym i/lub kształtowym z warstwą spodnią UG pokrycia B, i to na dużej powierzchni.

Przy tym w dalszej postaci wykonania wynalazku, szczególny postęp techniczny uzyskuje się dzięki temu, że stosuje się termoplastyczną, aż do postaci stopionej cieczy, zwłaszcza bitumiczną masę łączącą, przynajmniej częściowo wypełniającą przestrzenie pośrednie wewnątrz pasm włókien.

Na figurze 2 przedstawione są dwa krzyżujące się pręty S1, S2 umieszczone w kratownicy, wykonane z pasm włókien FS o wysokiej wytrzymałości, o płasko-prostokątnym przekroju poprzecznym, których płaskie powierzchnie są umieszczone zasadniczo równolegle do warstwy spodniej. Na podstawie przedstawionych w przekroju miejsc skrzyżowania K1 i K2 można zauważyć, że kratownica posiada strukturę dzianiny. W miejscach skrzyżowania pasma włókien są połączone ze sobą z zamknięciem materiałowym i/lub kształtowym za pomocą odpowiedniej, ewentualnie utwardzającej się masy łączącej VM, dzięki czemu uzyskuje się podbudowę UB, przenoszącą siły rozciągające w obu kierunkach, w połączeniu z warstwą spodnią i warstwą górną.

Jako krzyżujące się pręty, umieszczone w kratownicy, zgodnie z wynalazkiem można zastosować korzystnie pasma włókien o wysokiej wytrzymałości, co najmniej o częściowo zróżnicowanych modułach sprężystości E. Dzięki temu można określić konstrukcje o optymalnej statyce, a także optymalnych kosztach wytworzenia. Przy tym jeden pręt z pasm włókien o stosunkowo wyższym module sprężystości E jest umieszczony korzystnie pod kątem ostrym, zwłaszcza przynajmniej w przybliżeniu wzdłużnie względem głównego kierunku ruchu obciążenia. Przy tym korzystnie moduł sprężystości E bardziej wytrzymałych na rozciąganie pasm włókien leży w zakresie 180-260 kN/mm², a moduł sprężystości E bardziej podatnych na rozciąganie pasm włókien leży w zakresie 60-80 kN/mm². Konstrukcje o szczególnie wysokiej wartości uzyskuje się wówczas, gdy w kratownicy umieszczone są co najmniej dwa krzyżujące się pręty z pasm włókien o wysokiej wytrzymałości, z których jedne pręty przy4

PL 205 947 B1 najmniej częściowo wykonane są z włókien szklanych, a inne pręty są wykonane przynajmniej częściowo z włókien węglowych.

Dla wykonania optymalnego układu istotne są wymiary oczek kratownicy. Przy tym korzystne okazały się następujące wielkości oczek: minimalna średnica wolnych przestrzeni wewnętrznych między oczkami kratownicy powinna wynosić przynajmniej około 10 mm, maksymalna średnica powinna wynosić najwyżej około 80 mm, zwłaszcza najwyżej około 50 mm. W powiązaniu z powyższym, maksymalna średnica pasm włókien powinna wynosić 3-10 mm, zwłaszcza do około 5 mm.

Powyższe dane służą również do niezawodnego przenikania jeszcze podlegającej odkształceniu lub jeszcze nie utwardzonej podbudowy przez otwarte powierzchnie wewnętrzne oczek kratownicy do warstwy spodniej, a tym samym przyczyniają się do niezawodnego zamocowania podbudowy wobec obciążeń rozdzielających i ścinających, jak również zginających.

Na figurze 4 przedstawiony jest zgodny z wynalazkiem element konstrukcyjny pokrycia, ukształtowany w postaci zwoju lub rolki RK, z nie przyczepiającymi się do siebie warstwami z płaskiego materiału kratownicy. W tym celu na co najmniej jednej powierzchni górnej kratownicy lub pasm włókien nasączonych i/lub osłoniętych ciągliwo-elastyczną masą łączącą umieszczona jest usuwana okładzina BD, nie przyczepną do masy łączącej i/lub nieprzylepna/lub odpychająca, zwłaszcza w postaci odpowiedniej powłoki. Zgodnie z wynalazkiem, okładzina jest wykonana korzystnie w postaci folii usuwanej termicznie, zwłaszcza wypalanej. Odpowiednio do tego, na fig. 4 jest zaznaczone schematycznie urządzenie płomieniowe z palnikiem BR. Jak jest to przedstawione za pomocą strzałek oznaczających kierunek ruchu lub postęp robót, niniejsza postać wykonania umożliwia racjonalny sposób postępowania, z jednoczesnym postępem robót. W związku z powyższym, istotne rozwinięcie wynalazku w odniesieniu do elementu konstrukcyjnego polega na tym, że na jednej powierzchni górnej kratownicy jest umieszczona usuwana okładzina BD wyżej wymienionego rodzaju, a na innej powierzchni jest umieszczona nie przyczepną do masy łączącej VM, nie przylepna lub odpychająca powłoka z granulatu

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Konstrukcja pokrycia dla nawierzchni przeznaczonych na cele komunikacyjne i górnych powierzchni budowli, posiadająca podbudowę, umieszczoną na warstwie spodniej pokrycia oraz warstwę górną, przykrywającą podbudowę i wykonaną przynajmniej częściowo z betonu, korzystnie z asfaltobetonu, przy czym podbudowa jest utworzona z co najmniej jednej kratownicy, usytuowanej wzdłuż pokrycia z dużą ilością kratowo usytuowanych prętów, wykonanych z pasm włókien o wysokiej wytrzymałości, które są połączone ze sobą z zamknięciem materiałowym i siłowym, znamienna tym, że pasma włókien (FS) o przekroju płaskiego prostokąta, przebiegające w jednym kierunku, przebiegają bezstykowo, jednokrotnie nałożone na siebie, w stosunku do pasm włókien (FS) o przekroju płaskiego prostokąta, przebiegających w innym kierunku i każde z nich jest osłonięte termoplastyczną, aż do postaci stopionej cieczy, zwłaszcza bitumiczną, a tylko częściowo wypełniającą przestrzenie pośrednie wewnątrz pasm włókien (FS), ciągliwo-elastyczną masą łączącą, zatem są połączone ze sobą bezpośrednio w miejscach skrzyżowania zarówno z podbudową (UG), jak i z warstwą górną (OB) z zamknięciem materiałowym, przy czym warstwa górna przynajmniej na określonych odcinkach w obszarze otwartych przestrzeni wewnętrznych oczek (MI) kratownicy (GW) jest połączona z zamknięciem materiałowym i/lub kształtowym z warstwą spodnią (UG) pokrycia (B) i tym, że kratownica (GW) na jednej powierzchni wyposażona jest w okładzinę (bD), nie przyczepną do masy łączącej w postaci wypalanej folii.
2. 2. Konstrukcja według zastrz. 1, znamienna tym, że pasma włókien, przebiegające w różnych kierunkach w kratownicy (GW) mają zróżnicowane moduły sprężystości E.
3. 3. Konstrukcja według zastrz. 2, znamienna tym, że każdy pręt z pasm włókien o wyższym module sprężystości E jest umieszczony pod kątem ostrym względem głównego kierunku ruchu obciążenia.
4. 4. Konstrukcja według zastrz. 2 albo 3, znamienna tym, że moduł sprężystości E bardziej wytrzymałych na rozciąganie pasm włókien leży w zakresie 180 kN/mm² a 260 kN/mm², a moduł sprężystości E bardziej podatnych na rozciąganie pasm włókien leży w zakresie 60 kN/mm² a 80 kN/mm².

   PL 205 947 B1
5. 5. Konstrukcja według zastrz. 2 albo 3, znamienna tym, że w kratownicy (GW) pasma włókien przebiegające w jednym kierunku wykonane są z włókien szklanych, a pasma włókien przebiegające w innym kierunku wykonane z włókien węglowych.
6. 6. Konstrukcja według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że minimalna średnica wolnych przestrzeni wewnętrznych oczek kratownicy (GW) wynosi przynajmniej 10 mm, a maksymalna średnica wolnych przestrzeni wewnętrznych oczek kratownicy (GW) wynosi najwyżej 80 mm.
7. 7. Konstrukcja według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że maksymalna średnica pasm włókien wynosi 10 mm.
8. 8. Prefabrykowany element konstrukcyjny dla konstrukcji pokrycia, znamienny tym, że pasma włókien (FS) o przekroju płaskiego prostokąta, przebiegające w jednym kierunku, przebiegają bezstykowo, jednokrotnie nałożone na siebie, w stosunku do pasm włókien (FS) o przekroju płaskiego prostokąta, przebiegających w innym kierunku i każde z nich jest osłonięte termoplastyczną, aż do postaci stopionej cieczy, zwłaszcza bitumiczną masą łączącą, czyli tylko częściowo wypełniającą przestrzenie pośrednie wewnątrz pasm włókien (FS), ciągliwo-elastyczną masą łączącą, a zatem są połączone ze sobą bezpośrednio w miejscach skrzyżowania z zamknięciem materiałowym i tym, że kratownica na jednej powierzchni wyposażona jest w okładzinę (BD), nie przyczepną do masy łączącej w postaci wypalanej folii i jest wykonany jako zwój lub rolka (RK) z nie przyczepnych względem siebie warstw z materiału płaskiego.