RU176727U1

RU176727U1 - PAVING COATING

Info

Publication number: RU176727U1
Application number: RU2017140270U
Authority: RU
Inventors: Антон Павлович Гочачко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Новопроект"
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-01-25

Abstract

Полезная модель относится к области строительных материалов, а именно - к материалам уличного тротуарного покрытия. Покрытие содержит верхний лицевой слой и нижний теплоотражающий слой. По границе указанных слоев симметрично и равномерно выполнены каналы с устанавливаемым в них гибким электронагревательным элементом. Верхний лицевой и нижний теплоотражающий слои выполнены из бетона. Верхний лицевой слой выполнен толщиной 7 мм. Нижний слой выполнен с коэффициентом теплопроводности λ=0,22 Вт/(м·°С). Нижний слой содержит алюмосиликатные микросферы в количестве 45 мас.%. Нагревательный элемент выполнен в виде электрического резистивного нагревательного кабеля удельным электрическим сопротивлением 0,10-0,15 Ом/(мм·м). Каналы между слоями выполнены диаметром 2,4 мм, а нагревательный элемент диаметром 2,0 мм. Между слоями выполнено 4 канала. Каналы между слоями выполнены с шагом 75 мм. Каналы между слоями выполнены вдоль или поперек брусчатого тротуарного покрытия. Использование заявленной полезной модели позволит повысить долю тепловой энергии от работы нагревательного элемента, затрачиваемой на таяние снега и наледи. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of building materials, namely, to the materials of street paving. The coating comprises an upper face layer and a lower heat-reflecting layer. Along the boundary of these layers, channels with a flexible electric heating element installed in them are symmetrically and uniformly made. The upper front and lower heat-reflecting layers are made of concrete. The upper face layer is made 7 mm thick. The lower layer is made with a coefficient of thermal conductivity λ = 0.22 W / (m · ° C). The lower layer contains aluminosilicate microspheres in an amount of 45 wt.%. The heating element is made in the form of an electric resistive heating cable with a specific electric resistance of 0.10-0.15 Ohm / (mm · m). The channels between the layers are 2.4 mm in diameter and the heating element is 2.0 mm in diameter. Between the layers 4 channels are made. The channels between the layers are made in increments of 75 mm. The channels between the layers are made along or across the paving slabs. Using the claimed utility model will increase the share of thermal energy from the operation of the heating element spent on melting snow and ice. 7 c.p. f-ly, 1 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к области строительных материалов, а именно - к материалам уличного тротуарного покрытия.The utility model relates to the field of building materials, namely, to the materials of street paving.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известен элемент сборного тротуарного покрытия, имеющий вид плиты с верхней лицевой стороной, нижней тыльной стороной и элементами соединения с другими модулями напольного покрытия, выполненной предпочтительно из упругого материала и снабженной размещенными на ее тыльной стороне опорными выступами предпочтительно с плоской опорной поверхностью, равномерно распределенными по площади плиты с образованием взаимно перпендикулярных рядов таких выступов, площадь поперечного сечения которых увеличивается в направлении от тыльной к лицевой стороне плиты с образованием арочных проемов между смежными опорными выступами в продольном сечении последних, перпендикулярном плите. Основание каждого опорного выступа плавно сопрягается с основаниями смежных с ним опорных выступов с обеспечением округлой формы сопряжения оснований смежных опорных выступов плиты, а на лицевой стороне плиты выполнены выступы и чередующиеся с ними впадины с плавным переходом выступов и впадин друг в друга, при этом впадины лицевой стороны плиты расположены напротив опорных выступов. (RU 149814 U1, Е04F 15/02, 20.01.2015).Known from the prior art is a prefabricated pavement element having the form of a plate with an upper front side, a lower back side and connection elements with other floor covering modules, preferably made of elastic material and provided with support projections located on its back side, preferably with a flat supporting surface, uniformly distributed over the area of the plate with the formation of mutually perpendicular rows of such protrusions, the cross-sectional area of which increases in the direction from the rear to the front side of the plate to form the arched openings between adjacent support projections in a longitudinal section the latter perpendicular to the plate. The base of each supporting protrusion smoothly mates with the bases of adjacent supporting protrusions to ensure a rounded shape of the base of adjacent supporting projections of the plate, and on the front side of the plate there are protrusions and alternating depressions with a smooth transition of the protrusions and depressions into each other, while the depressions of the front the sides of the plate are located opposite the supporting protrusions. (RU 149814 U1, E04F 15/02, 01/20/2015).

Недостатком данного аналога является отсутствие системы подогрева и необходимость проведения работ по уборке дорожного или тротуарного покрытия от атмосферных осадков. The disadvantage of this analogue is the lack of a heating system and the need for work on cleaning the road or pavement from atmospheric precipitation.

Также из существующего уровня техники известен способ удаления снега и наледи с поверхности тротуарной плитки, заключающийся в размещении электрического или жидкостного нагревательного элемента в теплорассеивающем слое песка под тротуарным покрытием. Недостатком данного технического решения является низкая эффективность, чрезмерные энергозатраты и необходимость высокой установочной мощности системы подогрева, поскольку большая часть тепловой энергии тратится на прогрев тротуарного покрытия при высокой теплоёмкости рассеивающего песчаного слоя, а не на таяние снега или наледи, что делает использование подобных систем экономически нерентабельным по сравнению с другими способами снегоочистки, особенно на больших площадях.Also known from the prior art is a method of removing snow and ice from the surface of paving slabs, which consists in placing an electric or liquid heating element in a heat-dispersing layer of sand under the pavement. The disadvantage of this technical solution is low efficiency, excessive energy consumption and the need for high installation capacity of the heating system, since most of the thermal energy is spent on heating the pavement with a high heat capacity of the scattering sand layer, and not on melting snow or ice, which makes the use of such systems economically unprofitable Compared to other snow removal methods, especially in large areas.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение эффективности работы системы подогрева для удаления снега и наледи с поверхности тротуарной плитки.The task to which the claimed utility model is directed is to increase the efficiency of the heating system to remove snow and ice from the surface of paving slabs.

Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении доли тепловой энергии от нагревательного элемента, затрачиваемой на таяние снега и наледи на поверхности тротуарной плитки.The technical result of the claimed utility model is to increase the fraction of thermal energy from the heating element spent on melting snow and ice on the surface of paving slabs.

Технический результат заявленной полезной модели достигается за счет того, что брусчатое тротуарное покрытие содержит верхний лицевой и нижний теплоотражающий слои, причем по границе указанных слоев симметрично и равномерно выполнены каналы, в которые установлен гибкий электронагревательный элемент.The technical result of the claimed utility model is achieved due to the fact that the paving block pavement contains an upper front and lower heat-reflecting layers, and channels along which a flexible electric heating element is installed symmetrically and evenly along the boundary of these layers.

В частном случае заявленного технического решения верхний лицевой и нижний теплоотражающий слои выполнены из бетона, при этом верхний лицевой слой выполнен толщиной 7 мм, а нижний слой выполнен с коэффициентом теплопроводности λ₂=0,22 Вт/(м·°С).In the particular case of the claimed technical solution, the upper front and lower heat-reflecting layers are made of concrete, while the upper face layer is made with a thickness of 7 mm, and the lower layer is made with a thermal conductivity λ ₂ = 0.22 W / (m · ° C).

В частном случае заявленного технического решения нижний слой содержит алюмосиликатные микросферы в количестве 45 масс.%.In the particular case of the claimed technical solution, the lower layer contains aluminosilicate microspheres in an amount of 45 wt.%.

В частном случае заявленного технического решения нагревательный элемент выполнен в виде электрического резистивного нагревательного кабеля удельным электрическим сопротивлением 0,10-0,15 Ом/(мм²·м).In the particular case of the claimed technical solution, the heating element is made in the form of an electric resistive heating cable with a specific electric resistance of 0.10-0.15 Ohm / (mm ² · m).

В частном случае заявленного технического решения каналы между слоями выполнены диаметром 2,4 мм, а нагревательный элемент - диаметром 2,0 мм.In the particular case of the claimed technical solution, the channels between the layers are made with a diameter of 2.4 mm, and the heating element with a diameter of 2.0 mm

В частном случае заявленного технического решения между слоями выполнено 4 канала.In the particular case of the claimed technical solution, 4 channels are made between the layers.

В частном случае заявленного технического решения каналы между слоями выполнены с шагом 75 мм.In the particular case of the claimed technical solution, the channels between the layers are made with a pitch of 75 mm.

В частном случае заявленного технического решения каналы между слоями выполнены вдоль или поперек брусчатого тротуарного покрытия.In the particular case of the claimed technical solution, the channels between the layers are made along or across the cobblestone pavement.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Детали, признаки, а также преимущества настоящей полезной модели следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:Details, features, as well as advantages of this utility model follow from the following description of the implementation options of the claimed technical solution using the drawings, which show:

Фиг. 1 – брусчатое тротуарное покрытие.FIG. 1 - cobblestone paving.

1 – верхний лицевой слой; 2 – нижний слой; 3 – электронагревательный элемент, установленный в каналы; 1 - upper face layer; 2 - the bottom layer; 3 - electric heating element installed in the channels;

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Заявленное брусчатое покрытие выполнено двухслойным, методом последовательной закладки бетонных смесей в форму и их виброуплотнением, с верхним - лицевым слоем (1) и нижним – теплоотражающим слоем (2). По границе указанных слоев симметрично и равномерно вдоль или поперек брусчатого покрытия выполнены каналы круглого сечения диаметром от 2,4мм с шагом до 75мм, в которые на этапе укладки брусчатого покрытия путём протягивания сквозь указанные каналы устанавливается гибкий электронагревательный элемент (3).The claimed cobblestone coating is made by a two-layer method of successive laying of concrete mixtures into a mold and their vibration compaction, with an upper face layer (1) and a lower heat-reflecting layer (2). On the boundary of these layers symmetrically and evenly along or across the paving slabs, circular channels with a diameter of 2.4 mm and a pitch of up to 75 mm are made into which, at the stage of laying the paving slabs, a flexible electric heating element is installed by pulling through these channels (3).

Лицевой (1) слой заявленного брусчатого тротуарного покрытия представляет собой слой бетона класса B55 толщиной 7мм, изготовленный методом виброуплотнения из 1 части воды, 3 частей белого портландцемента марки М700, 3 частей кварцевого песка с модулем крупности 2мм, 6 частей гранитного щебня фракцией 2-3мм, пластифицирующей поликарбоксилатной добавки из расчета 0,75% от массы цемента. Перед заливкой дно формы обрабатывается замедлителем поверхностного схватывания бетона типа Pieri DRC Micro с глубиной проникновения 0,5-1мм. После распалубки готового изделия лицевой слой обрабатывается струей воды под давлением, в результате чего гранитный щебень обнажается на 1/3 размера и обеспечивает дополнительные противоскользящие свойства. The front (1) layer of the declared paving slabs is a concrete layer of class B55 with a thickness of 7 mm, made by vibration compaction from 1 part of water, 3 parts of white Portland cement grade M700, 3 parts of quartz sand with a particle size of 2 mm, 6 parts of crushed stone with a fraction of 2-3 mm , plasticizing polycarboxylate additives at the rate of 0.75% by weight of cement. Before pouring, the bottom of the mold is treated with Pieri DRC Micro concrete retarder with a penetration depth of 0.5-1 mm. After stripping the finished product, the front layer is treated with a stream of water under pressure, as a result of which crushed granite is exposed 1/3 of the size and provides additional anti-slip properties.

Толщина лицевого слоя 7мм представляет собой минимально возможное, с целью минимизации затрачиваемого на его прогрев количества теплоты, значение, при котором после цикла виброуплотнения смесь равномерно распределяется по форме без визуально различимых пустот. Значение экспериментально определено путём заливки в безрельефную форму 300х300мм с шагом 1мм (после перерасчета из справочной плотности 2500 кг/м³) вышеописанной смеси с классом удобоукладываемости П4 и последующей визуальной оценки спустя 30-секундный цикл виброуплотнения.The thickness of the front layer of 7 mm is the minimum possible, in order to minimize the amount of heat spent on its heating, the value at which, after a cycle of vibration compaction, the mixture is evenly distributed in shape without visually distinguishable voids. The value was experimentally determined by pouring 300 × 300 mm into a bezel-less form with a step of 1 mm (after recalculation from the reference density of 2500 kg / m ³ ) of the above mixture with workability class P4 and subsequent visual assessment after a 30-second vibration compaction cycle.

Нижний (2) слой заявленного брусчатого покрытия представляет собой слой бетона классом не ниже B22,5, согласно требованиям ГОСТ 17608-91, и толщиной 43-73мм, определяемой разницей между толщиной лицевого слоя 7мм и толщиной неармированных тротуарных плит согласно ГОСТ 17608-91, где наименьшим значением толщины является 50мм, а наибольшим – 80мм. The lower (2) layer of the declared cobblestones is a concrete layer with a class of at least B22.5, according to the requirements of GOST 17608-91, and a thickness of 43-73mm, determined by the difference between the thickness of the front layer of 7mm and the thickness of unreinforced paving slabs according to GOST 17608-91, where the smallest thickness is 50mm and the largest is 80mm.

Нижний (2) слой изготавливается методом виброуплотнения из 1 части воды, 3 частей портландцемента марки М700, 3 частей полой алюмосиликатной микросферы (ПАСМС) фракционным составом от 0-500мкм до 0-100мкм, армирующего стекловолокна толщиной 10мкм из расчета 5% от массы цемента, микрокремнезема МКУ-85 из расчета 15% от массы цемента, гиперпластифицирующей поликарбоксилатной добавки из расчета 0,75% от массы цемента, упрочняющей гидрофобной добавки типа Lipaton 29Y40 из расчета 4% от массы цемента.The lower (2) layer is made by vibration compaction from 1 part water, 3 parts Portland cement grade M700, 3 parts hollow aluminosilicate microspheres (PASMS) with a fractional composition from 0-500 μm to 0-100 μm, reinforcing fiberglass with a thickness of 10 μm based on 5% by weight of cement, silica fume MKU-85 at the rate of 15% by weight of cement, a hyperplasticizing polycarboxylate additive at the rate of 0.75% by weight of cement, reinforcing hydrophobic additives like Lipaton 29Y40 at the rate of 4% by weight of cement.

Состав верхнего слоя готового брусчатого покрытия, масс.%: портландцемент М700 25%, песок кварцевый мкр.2мм 25%, щебень гранитный фракции 2-3мм 50%. Состав нижнего слоя готового брусчатого покрытия, масс.%: портландцемент М700 - 46%, микросферы ПАСМС - 45%, микрокремнезем МКУ-85 - 7%, стекловолокно - 2%.The composition of the upper layer of the finished cobblestone coating, wt.%: Portland cement M700 25%, quartz sand micr. 2mm 25%, crushed stone granite fraction 2-3mm 50%. The composition of the lower layer of the finished cobblestone coating, wt.%: Portland cement M700 - 46%, PASMS microspheres - 45%, silica fume MKU-85 - 7%, fiberglass - 2%.

За счет высокой концентрации воздухонаполненных микросфер с собственным коэффициентом теплопроводности 0,06 Вт/(м·°С) нижний (2) слой заявленного брусчатого покрытия фактически является теплоизолятором для увеличения доли тепловой энергии, идущей на нагрев лицевого (1) слоя и обладает коэффициентом теплопроводности 0,22 Вт/(м·°С), что намного ниже коэффициентов теплопроводности 1,5-1,8 Вт/(м·°С) у допускаемых ГОСТ 17608-91 бетонов классов В22,5-В35. Due to the high concentration of air-filled microspheres with an intrinsic coefficient of thermal conductivity of 0.06 W / (m · ° С), the lower (2) layer of the declared block coating is actually a heat insulator to increase the fraction of thermal energy used to heat the face (1) layer and has a thermal conductivity coefficient 0.22 W / (m · ° C), which is much lower than the thermal conductivity coefficients of 1.5-1.8 W / (m · ° C) for permitted concrete G22.5-B35 classes GOST 17608-91.

Нагревательный элемент (3) представляет собой крученый нержавеющий стальной трос марки А2 (AISI 304, 08Х18Н10) средней жесткости плетением 7х7 в оболочке из термопластичного эластомера с температурным режимом эксплуатации от -40ºС до +80ºС. Выбор стали в качестве нагревательной жилы обусловлен низким удельным электрическим сопротивлением 0,10-0,15 Ом/(мм²·м) и, соответственно, высоким тепловыделением при пропускании электрического тока, а также ценовой доступностью и легкостью коммутации.The heating element (3) is a twisted stainless steel cable of grade A2 (AISI 304, 08X18H10) of medium stiffness with 7x7 braiding in a sheath of thermoplastic elastomer with a temperature operating mode of -40ºС to + 80ºС. The choice of steel as a heating core is due to the low specific electrical resistance of 0.10-0.15 Ohm / (mm ² · m) and, accordingly, high heat emission when passing electric current, as well as affordability and ease of switching.

В связи с особенностями производства стоимость стального троса (без оболочки) диаметром менее 1мм значительно возрастает, что, вкупе с увеличением его сопротивления и снижением тепловыделения в квадратичной зависимости от диаметра, делает использование троса (без оболочки) диаметром менее 1мм экономически неоправданным. Таким образом, с учётом минимальной толщины термопластичной оболочки 0,5мм, минимальный диаметр нагревательного элемента составляет 2мм.Due to the peculiarities of production, the cost of a steel cable (without a shell) with a diameter of less than 1 mm increases significantly, which, coupled with an increase in its resistance and a decrease in heat generation in a quadratic dependence on the diameter, makes the use of a cable (without a shell) with a diameter of less than 1 mm economically unjustified. Thus, taking into account the minimum thickness of the thermoplastic shell of 0.5 mm, the minimum diameter of the heating element is 2 mm.

Каналы круглого сечения между лицевым (1) и нижним (2) слоями брусчатого покрытия выполняются путём закладки стальных прутков, поверх которых натянуты тонкие гибкие трубки из любого полимерного материала, препятствующие адгезии стали к бетону, в заранее просверленные пазы на расстоянии 7мм от нижней границы заливочной формы.Channels of circular cross section between the front (1) and lower (2) layers of the pavers are made by laying steel rods, over which thin flexible tubes of any polymer material are stretched, preventing the adhesion of steel to concrete, into pre-drilled grooves at a distance of 7 mm from the lower boundary of the casting forms.

Путём натурных испытаний выяснено, что оптимальный зазор между стенкой канала и нагревательным элементом для удобства его протягивания составляет 0.2мм. Таким образом, диаметр канала должен быть больше диаметра нагревательного элемента на 0,4мм.Through field tests, it was found that the optimal gap between the channel wall and the heating element for the convenience of its pulling is 0.2 mm. Thus, the diameter of the channel should be 0.4 mm larger than the diameter of the heating element.

Из-за особенностей укладки плитки, расположения коммутационных узлов вдоль одной стороны пешеходной поверхности, минимизации затрат при возможной замене повреждённых участков количество каналов может быть только чётным, чтобы обеспечить вход и выход как минимум одной нагревательной секции в пределах одного ряда плитки.Due to the peculiarities of laying tiles, the location of switching nodes along one side of the pedestrian surface, minimizing the costs of possibly replacing damaged sections, the number of channels can only be even to ensure entry and exit of at least one heating section within the same row of tiles.

Максимально возможным шагом каналов примем расстояние, при котором в любой точке поверхности плитки после включения нагревателя будет фиксироваться одинаковая температура или разница температур будет незначительной (в пределах 5ºС), либо временной интервал t₂-t₁ между временем достижения максимальной температуры в точке над нагревателем t₁ и в точке посреди нагревателей t₂ будет незначительным: (t₂-t₁)/t₁=0.2.The maximum possible channel pitch is the distance at which the same temperature will be fixed at any point on the tile surface after the heater is turned on, or the temperature difference will be insignificant (within 5 ° C), or the time interval t ₂ -t ₁ between the time to reach the maximum temperature at a point above the heater t ₁ and at a point in the middle of the heaters, t ₂ will be insignificant: (t ₂ -t ₁ ) / t ₁ = 0.2.

Для определения максимально возможного шага изготовлены образцы брусчатого покрытия с типовыми размерами 300х300мм согласно ГОСТ 17608-91 и чётным количеством каналов (2 и 4), расположенных на расстоянии 7мм от лицевой поверхности, внутрь которых помещена секция нагревательного элемента с рассчитанным удельным тепловыделением 15 Вт/п.м. Измерения температуры в точках проведены при помощи двух контактных термодатчиков с выносным дисплеем, один из которых расположен на поверхности плитки прямо над точкой размещения нагревательного элемента, а другой – над точкой посредине между каналами. Температура воздуха во время испытания +21ºС.To determine the maximum possible step, block-shaped coating samples were made with typical dimensions of 300x300 mm according to GOST 17608-91 and an even number of channels (2 and 4) located at a distance of 7 mm from the front surface, inside which a section of a heating element with a calculated specific heat release of 15 W / p is placed .m. Temperature measurements at the points were carried out using two contact temperature sensors with a remote display, one of which is located on the surface of the tile directly above the location of the heating element, and the other above the point in the middle between the channels. Air temperature during the test + 21ºС.

- при количестве каналов равном 2 шаг равен 150мм. Спустя 5 минут с момента включения нагревательного кабеля над каналом установилась максимальная температура +48ºС, между каналами +31ºС. Равномерного распределения тепла не достигнуто.- with the number of channels equal to 2, the pitch is 150 mm. After 5 minutes from the moment the heating cable was turned on, a maximum temperature of + 48 ° C was established above the channel, + 31 ° C between the channels. Uniform heat distribution has not been achieved.

- при количестве каналов равном 4 шаг равен 75мм. Спустя 5 минут с момента включения нагревательного кабеля над каналом установилась максимальная температура +48ºС, между каналами +45ºС, что удовлетворяет поставленным условиям. Соответственно, любое значение, равное или меньшее 75мм, является оптимальным в качестве шага канала и нагревательного кабеля.- with the number of channels equal to 4, the pitch is 75 mm. After 5 minutes from the moment the heating cable was turned on, a maximum temperature of + 48 ° C was established above the channel, + 45 ° C between the channels, which satisfies the set conditions. Accordingly, any value equal to or less than 75 mm is optimal as the channel pitch and heating cable.

Увеличение доли тепловой энергии, затрачиваемой на процесс снеготаяния при использовании заявленного технического решения, доказывается снижением количества теплоты Q₁, затрачиваемого на прогрев лицевого (1) слоя, по сравнению с количеством теплоты Q₂ для тротуарной плитки, изготовленной согласно ГОСТ 17608-91, минимально допустимой толщины 50мм из бетона наименьшей допустимой марки В22,5 при его минимальной справочной плотности 1800кг/м³ при одинаковой площади 1м², справочной теплоёмкости бетона и разнице температур.An increase in the share of thermal energy spent on the snow melting process when using the claimed technical solution is proved by a decrease in the amount of heat Q ₁ spent on heating the front (1) layer, compared with the amount of heat Q ₂ for paving slabs made according to GOST 17608-91, minimum allowable thickness 50mm of concrete of the smallest permissible grade B22.5 with its minimum reference density of 1800kg / m ³ with the same area of 1m ² , reference heat capacity of concrete and temperature difference.

Q₂/Q₁= (C·m₂·ΔT)/(C·m₁·ΔT) = m₂/m₁ = 5,14Q ₂ / Q ₁ = (C · m ₂ · ΔT) / (C · m ₁ · ΔT) = m ₂ / m ₁ = 5.14

m₁ = 0,007м · 2500 кг/м³ = 17,5кг – масса 1м² слоя бетона B55 толщиной 7мм m ₁ = 0.007m · 2500 kg / m ³ = 17.5kg - weight 1m ² concrete layers B55 7mm thick

m₂ = 0,05м · 1800 кг/м³ = 90кг – масса 1м² плитки из бетона B22,5 толщиной 50ммm ₂ = 0.05 m · 1800 kg / m ³ = 90 kg - weight 1 m ² concrete tiles B22.5 50 mm thick

Таким образом, количество тепловой энергии, требуемое для прогрева лицевого (1) слоя заявленного брусчатого покрытия, снижено более чем в 5 раз по сравнению с тротуарной плиткой, изготовленной согласно минимальным требованиям ГОСТ 17608-91. Заявленный технический результат является достигнутым.Thus, the amount of thermal energy required to warm up the front (1) layer of the declared block coating is reduced by more than 5 times compared to paving tiles made in accordance with the minimum requirements of GOST 17608-91. The claimed technical result is achieved.

Качественной характеристикой достижения технического результата является сравнение суммарных тепловых сопротивлений для заявленного тротуарного покрытия и существующих систем снеготаяния при одинаковой площади поверхностей (1м²) по формуле R=L/(λ*S), где R – тепловое сопротивление [ºС/Вт], L – толщина участка [м], λ – коэффициент теплопроводности [Вт/(м·°С)], S – площадь поперечного сечения [м²].A qualitative characteristic of achieving a technical result is a comparison of the total thermal resistances for the declared pavement and existing snow melting systems with the same surface area (1 m ² ) according to the formula R = L / (λ * S), where R is the thermal resistance [ºС / W], L - the thickness of the plot [m], λ is the coefficient of thermal conductivity [W / (m · ° C)], S is the cross-sectional area [m ² ].

1) Определим тепловое сопротивление R₁ лицевого (1) слоя заявленного брусчатого покрытия. R₁ = L₁/(λ₁·S), где L₁ = 0,007м, λ₁= 2,2 Вт/(м·°С), R₁ = 0,0032 ºС/Вт.1) Define the thermal resistance R _{1 of the} front (1) layer of the claimed block coating. R ₁ = L ₁ / (λ ₁ · S), where L ₁ = 0.007 m, λ ₁ = 2.2 W / (m ° C), R ₁ = 0.0032 ºС / W.

2) Определим тепловое сопротивление R₂ при минимальной толщине нижнего (2) слоя заявленного брусчатого покрытия. R₂ = L₂/(λ₂·S), где L₂ = 0,043м, λ₂= 0,22 Вт/(м·°С), R₂ = 0,1954 ºС/Вт.2) Determine the thermal resistance R ₂ at the minimum thickness of the lower (2) layer of the claimed block coating. R ₂ = L ₂ / (λ ₂ · S), where L ₂ = 0,043 m, λ ₂ = 0.22 W / (m ° C), R ₂ = 0.1954 ºС / W.

3) Определим тепловое сопротивление R₃ при минимальной толщине тротуарной плитки, изготовленной по ГОСТ 17608-91, минимально допустимой толщины 50мм из бетона наименьшей допустимой марки В22,5. R₃ = L₃/(λ₃·S), где L₃ = 0,05м, λ₃= 1,51 Вт/(м·°С), R₃ = 0,0331 ºС/Вт.3) Determine the thermal resistance R ₃ at the minimum thickness of paving slabs made according to GOST 17608-91, the minimum allowable thickness of 50 mm from concrete of the smallest allowable grade B22.5. R ₃ = L ₃ / (λ ₃ · S), where L ₃ = 0,05 m, λ ₃ = 1,51 W / (m · ° С), R ₃ = 0,0331 ºС / W.

4) Определим тепловое сопротивление R₄ теплорассеивающего песчаного слоя 10см, рекомендуемого производителями кабельных систем снеготаяния, при условии сухого состояния песка. R₄ = L₄/(λ₄·S), где L₄ = 0,1м, λ₄= 0,35 Вт/(м·°С), R₄ = 0,2857 ºС/Вт.4) Let us determine the thermal resistance R _{4 of the} heat-dissipating sand layer of 10 cm, recommended by the manufacturers of cable snow melting systems, provided that the sand is dry. R ₄ = L ₄ / (λ ₄ · S), where L ₄ = 0.1 m, λ ₄ = 0.35 W / (m · ° С), R ₄ = 0.2857 ºС / W.

5) Определим тепловое сопротивление R₅ подстилающего слоя гранитного щебня 10см фракции 5-20мм, рекомендуемого производителями тротуарной плитки. R₅ = L₅/(λ₅·S), где L₅ = 0,1м, λ₅= 3,5 Вт/(м·°С), R₅ = 0,0286 ºС/Вт.5) Determine the thermal resistance R _{5 of the} underlying layer of granite crushed stone 10cm fractions 5-20mm, recommended by the manufacturers of paving slabs. R ₅ = L ₅ / (λ ₅ · S), where L ₅ = 0.1 m, λ ₅ = 3.5 W / (m ° C), R ₅ = 0.0286 ºС / W.

Исходя из значений R₁ = 0,0032 ºС/Вт и R₂ = 0,1954 ºС/Вт можно сделать вывод, что в заявленном брусчатом покрытии скорость прохождения тепла через лицевой (1) слой намного (в 61 раз) превышает аналогичный показатель нижнего (2) слоя, что позволяет характеризовать лицевой (1) слой как проводник, а нижний (2) слой – как теплоизолятор.Based on the values of R ₁ = 0.0032 ºС / W and R ₂ = 0.1954 ºС / W, we can conclude that in the declared block pavement the rate of heat transmission through the front (1) layer is much (61 times) higher than the same indicator for the lower (2) layer, which allows us to characterize the front (1) layer as a conductor, and the lower (2) layer as a heat insulator.

Рассчитаем тепловые сопротивления, действующие на распространение тепла от нагревательного элемента, расположенного по центру песчаного слоя, как в сторону тротуарной плитки (R₆), так и в сторону слоя щебня (R₇). R₆ = R₃ + 0,5·R₄ = 0,1760 ºС/Вт. R₇ = R₅ + 0,5·R₄ = 0,1715 ºС/Вт. Таким образом, скорости распространения тепла в обе стороны от нагревательного элемента идентичны, что характеризует и верхний (плитка + половина слоя песка) и нижний (половина слоя песка + слой щебня) слои как проводники.We calculate the thermal resistances acting on the distribution of heat from the heating element located in the center of the sand layer, both towards the paving slabs (R ₆ ) and towards the crushed stone layer (R ₇ ). R ₆ = R ₃ + 0.5 · R ₄ = 0.1760 ºС / W. R ₇ = R ₅ + 0.5 · R ₄ = 0.1715 ºС / W. Thus, the heat propagation velocity on both sides of the heating element is identical, which characterizes both the upper (tile + half sand layer) and lower (half sand layer + crushed stone) layers as conductors.

Пример 1. Тротуарная плитка 600х300х50мм с 4 каналами, идущими вдоль короткой стороны (300мм) на расстоянии 75мм друг от друга.Example 1. Paving slabs 600x300x50mm with 4 channels running along the short side (300mm) at a distance of 75mm from each other.

Пример 2. Тротуарная плитка 200х100х60мм с 2 каналами, идущими вдоль короткой стороны (100мм) на расстоянии 50мм друг от друга.Example 2. Paving slabs 200x100x60mm with 2 channels running along the short side (100mm) at a distance of 50mm from each other.

Коммутация нагревательного элемента с электрической сетью осуществляется через электрораспределительные устройства (соединительные и концевые кабельные муфты, токопроводящие шины, монтажные коробки) с использованием комплекса контрольно-измерительной и защитной аппаратуры (цифровые метеостанции, блоки веерного управления, блоки приоритетной нагрузки, УЗО, автоматические выключатели).The heating element is connected to the electric network through electrical distribution devices (connecting and cable end sleeves, busbars, mounting boxes) using a complex of control and measuring and protective equipment (digital weather stations, fan control units, priority load units, RCDs, circuit breakers).

Изделие может выпускаться в любых типоразмерах и толщинах.The product can be produced in any size and thickness.

Claims

1. Cobblestone pavement, containing the upper front and lower heat-reflecting layers, characterized in that along the boundary of these layers symmetrically and evenly made channels in which a flexible electric heating element is installed.

2. The coating according to claim 1, characterized in that the upper face and lower heat-reflecting layers are made of concrete, while the upper face layer is made 7 mm thick, and the lower layer is made with a thermal conductivity λ ₂ = 0.22 W / (m · ° C).

3. The coating according to claim 1, characterized in that the lower layer contains aluminosilicate microspheres in an amount of 45 wt.%.

4. The coating according to claim 1, characterized in that the heating element is made in the form of an electric resistive heating cable with a specific electric resistance of 0.10-0.15 Ohm / (mm ² · m).

5. The coating according to claim 1, characterized in that the channels between the layers are made with a diameter of 2.4 mm, and the heating element with a diameter of 2.0 mm

6. The coating according to claim 1, characterized in that between the layers made an even number of channels.

7. The coating according to claim 1, characterized in that the channels between the layers are made in increments of up to 75 mm.

8. The coating according to claim 1, characterized in that the channels between the layers are made along or across the cobblestone pavement.