RU2705116C1 - Aerodrome (road) plate with snow melt system - Google Patents

Aerodrome (road) plate with snow melt system Download PDF

Info

Publication number
RU2705116C1
RU2705116C1 RU2018140040A RU2018140040A RU2705116C1 RU 2705116 C1 RU2705116 C1 RU 2705116C1 RU 2018140040 A RU2018140040 A RU 2018140040A RU 2018140040 A RU2018140040 A RU 2018140040A RU 2705116 C1 RU2705116 C1 RU 2705116C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
layer
channels
compression
reflecting layer
Prior art date
Application number
RU2018140040A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Павлович Гочачко
Original Assignee
Антон Павлович Гочачко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Антон Павлович Гочачко filed Critical Антон Павлович Гочачко
Priority to RU2018140040A priority Critical patent/RU2705116C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705116C1 publication Critical patent/RU2705116C1/en
Priority to PCT/RU2019/050213 priority patent/WO2020101544A2/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C5/00—Pavings made of prefabricated single units
    • E01C5/06—Pavings made of prefabricated single units made of units with cement or like binders
    • E01C5/08—Reinforced units with steel frames

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to hard coatings of roads and aerodromes assembled from prefabricated pre-stressed reinforced elements. Reinforced concrete plate with stretched and non-tensioning reinforcement frame comprises face and bearing layers, between which a heat-reflecting layer is located. Along the boundary of the face and heat-reflecting layers there are symmetric through channels of circular cross-section for the flexible heating elements passing through them. Face layer is made with thickness of 10–20 mm from cement concrete of class at compression not lower than B30. Heat-reflecting layer is 30–50 mm thick and is made of cement concrete of the class at compression not lower than B30. Heat-reflecting layer is made with heat conductivity coefficient of not more than 0.25 W/m*K. Heat-reflecting layer contains hollow aluminosilicate microspheres. Bearing layer is 80–160 mm thick and is made of cement concrete of the class at compression not lower than B30. Upper limit of the stress-resistant reinforcement frame is located at the distance of at least 10 mm from the through channels. Upper boundary of the through channels is located at the distance of at least 7 mm from the front surface of the plate.EFFECT: use of the invention will make it possible to increase the portion of heat from the heating element consumed for snow thawing compared to the existing method of heating hard coatings from prefabricated elements.6 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к твердым покрытиям дорог и аэродромов, собираемым из готовых сборных предварительно напряженных армированных элементов.The invention relates to hard surfaces of roads and airfields, assembled from prefabricated pre-stressed reinforced elements.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известны предварительно напряженные железобетонные плиты для покрытий дорог и аэродромов (ГОСТ 56600-2015, 25912-2015) класса при сжатии B30 и выше. Недостатком является необходимость снегоочистки, что затрудняет их эксплуатацию и повышает риск аварийности из-за недостаточного сцепления шин/шасси с поверхностью.The prior art known prestressed concrete slabs for coating roads and airfields (GOST 56600-2015, 25912-2015) class with compression B30 and above. The disadvantage is the need for snow removal, which complicates their operation and increases the risk of accidents due to insufficient adhesion of tires / chassis to the surface.

Известен способ антиобледенения и снегоочистки таких покрытий, заключающийся в установке под ними кабельных электрических или трубчатых жидкостных систем подогрева (снеготаяния). Недостатком способа являются высокие энергозатраты, обусловленные залеганием теплообменных элементов на глубине 200-300 мм от поверхности, т.е. нагревом теплоемкого слоя бетона 140-200 мм (номенклатура изделий в указанных ГОСТах), а также слоя трамбованного песка порядка 50-100 мм помимо полезной работы по плавлению снега.There is a method of anti-icing and snow removal of such coatings, which consists in installing cable electric or tubular liquid heating systems (snowmelt) under them. The disadvantage of this method is the high energy consumption due to the occurrence of heat exchange elements at a depth of 200-300 mm from the surface, i.e. heating a heat-resistant concrete layer of 140-200 mm (product range in the specified GOSTs), as well as a layer of compacted sand of the order of 50-100 mm in addition to the useful work of melting snow.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение эффективности системы подогрева при обустройстве твердых покрытий автомобильных дорог или аэродромов из готовых сборных элементов типа плит ПДН (ПАГ).The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the efficiency of the heating system when arranging hard surfaces of roads or airfields from prefabricated prefabricated elements such as PDN (PAG) plates.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении доли тепла, расходуемой на таяние снега, по сравнению с существующим способом подогрева.The technical result of the claimed invention is to increase the proportion of heat spent on melting snow, compared with the existing heating method.

Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что железобетонная плита с напрягаемым и ненапрягаемым арматурным каркасом содержит лицевой и несущий слои, между которыми расположен теплоотражающий слой, а по границе лицевого и теплоотражающего слоев симметрично выполнены сквозные каналы круглого сечения для протягивания сквозь них гибких нагревательных элементов.The technical result of the claimed invention is achieved due to the fact that a reinforced concrete slab with a tensile and non-tensile reinforcing cage contains a front and a bearing layer, between which a heat-reflecting layer is located, and through the front and heat-reflecting layers there are symmetrically made through channels of circular cross section for drawing flexible heating elements through them .

В частном случае заявленного изобретения лицевой слой выполнен толщиной 10-20 мм из цементобетона класса при сжатии не ниже B30.In the particular case of the claimed invention, the front layer is made of a thickness of 10-20 mm from cement concrete class with compression not lower than B30.

В частном случае заявленного изобретения теплоотражающий слой выполнен толщиной 30-50 мм из цементобетона класса при сжатии не ниже B30.In the particular case of the claimed invention, the heat-reflecting layer is made of a thickness of 30-50 mm from cement concrete class with compression not lower than B30.

В частном случае заявленного изобретения теплоотражающий слой выполнен с коэффициентом теплопроводности не более 0,25 Вт/м*К.In the particular case of the claimed invention, the heat-reflecting layer is made with a thermal conductivity of not more than 0.25 W / m * K.

В частном случае заявленного изобретения теплоотражающий слой содержит полые алюмосиликатные микросферы.In the particular case of the claimed invention, the heat-reflecting layer contains hollow aluminosilicate microspheres.

В частном случае заявленного изобретения несущий слой выполнен толщиной 80-160 мм из цементобетона класса при сжатии не ниже B30.In the particular case of the claimed invention, the carrier layer is made of a thickness of 80-160 mm from cement concrete class with compression not lower than B30.

В частном случае заявленного изобретения верхняя граница ненапрягаемого арматурного каркаса располагается на расстоянии не менее 10 мм от сквозных каналов.In the particular case of the claimed invention, the upper boundary of the non-tensile reinforcing cage is located at a distance of at least 10 mm from the through channels.

В частном случае заявленного изобретения верхняя граница сквозных каналов располагается на расстоянии не менее 7 мм от лицевой поверхности плиты.In the particular case of the claimed invention, the upper boundary of the through channels is located at a distance of at least 7 mm from the front surface of the plate.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 - Схематичный разрез плиты сбоку в продольном и поперечном направленияхFIG. 1 - Schematic section of the plate on the side in the longitudinal and transverse directions

1 - лицевой слой; 2 - несущий слой; 3 - теплоотражающий слой; 4 - сквозные каналы; 5 - верхняя граница ненапрягаемой арматуры; 6 - напрягаемая арматура.1 - the front layer; 2 - a bearing layer; 3 - heat reflecting layer; 4 - through channels; 5 - upper limit of non-tensioning reinforcement; 6 - prestressing fittings.

Описание изобретенияDescription of the invention

Заявленная плита содержит 3 цементобетонных слоя: лицевой (1), несущий (2), и теплоотражающий (3) между ними. По границе лицевого (1) и теплоотражающего (3) слоя симметрично выполнены сквозные каналы круглого сечения (4), а сквозь них при укладке покрытия протягиваются электронагревательные кабели или трубки с теплоносителем, подключаемые к электросети или трубопроводам вдоль длинных сторон дороги или ВПП.The claimed slab contains 3 cement concrete layers: front (1), bearing (2), and heat-reflecting (3) between them. Through the border of the front (1) and heat-reflecting (3) layer, through channels of circular cross-section (4) are symmetrically made, and electric heating cables or tubes with a coolant are stretched through them when laying the coating, connected to the power grid or pipelines along the long sides of the road or runway.

Плита выполнена виброуплотнением в разборной стальной форме с поочередной заливкой слоев. Каналы (4) формируются предварительной закладкой стальных прутков, равных диаметру каналов, в поперечном направлении плиты через отверстия в боковых гранях форм с антиадгезионной обработкой и извлечением после набора прочности плит. Между прутками и ненапрягаемым арматурным каркасом (5) формируется зазор 10 мм во избежание возникновения пустот при виброуплотнении теплоотражающего слоя. Верхняя граница каналов находится на расстоянии не менее 7 мм от лицевой поверхности плиты.The plate is made by vibration compaction in a collapsible steel form with alternating filling of layers. The channels (4) are formed by pre-laying steel rods equal to the diameter of the channels in the transverse direction of the plate through the holes in the side faces of the molds with release treatment and extraction after setting the strength of the plates. A gap of 10 mm is formed between the rods and the non-tensioned reinforcing cage (5) in order to avoid voids during vibration-sealing of the heat-reflecting layer. The upper boundary of the channels is at least 7 mm from the front surface of the plate.

Лицевой (1) слой заливается первым и выполнен из цементобетона класса при сжатии не ниже B30 и рифлением с помощью рифленого стального листа, размещаемого на дне формы согласно указанным ГОСТам. Толщина 10-20 мм достигается ростом марки удобоукладываемости смеси до П3-П5 путем добавления пластификатора, уменьшением фракции щебня с 5-20 мм до 2-5 мм по сравнению с традиционными составами. Автором выявлено, что в подобных условиях бетон при виброуплотнении в форме распределяется равномерно при удалении верхней границы прутков не менее чем на 7 мм от поверхности.The front (1) layer is poured first and is made of cement concrete of a class with compression not lower than B30 and corrugation using a corrugated steel sheet placed at the bottom of the mold according to the specified GOSTs. The thickness of 10-20 mm is achieved by increasing the grade of workability of the mixture to P3-P5 by adding a plasticizer, reducing the fraction of crushed stone from 5-20 mm to 2-5 mm in comparison with traditional compositions. The author revealed that under such conditions, concrete during vibration compaction in the mold is evenly distributed when the upper border of the rods is removed by at least 7 mm from the surface.

Теплоотражающий (3) слой заливается вторым, выполнен из цементобетона класса при сжатии не ниже B30, содержит как заполнитель полые алюмосиликатные микросферы, снижающие теплопроводность бетона для повышения доли тепла от нагревательного элемента, распределяющейся вверх на нагрев лицевого слоя и таяние снега. Снижение теплопроводности бетонов с сохранением прочностных характеристик при добавлении микросфер известно и доказано в ряде патентов (RU 2515450, RU 2154619, RU 2355656). Эффективная толщина слоя зависит от продолжительности теплового импульса по расчету тепловых сопротивлений, для климата средней полосы РФ и Северной Европы составляет 30-50 мм, а ее увеличение нерационально из-за высоких цен бетонов на основе микросфер.The heat-reflecting (3) layer is poured in second, made of cement concrete of a class with compression not lower than B30, contains hollow aluminosilicate microspheres as a filler, which reduce the thermal conductivity of concrete to increase the fraction of heat from the heating element, which is distributed upward to heat the face layer and snow melting. Reducing the thermal conductivity of concrete while maintaining strength characteristics when adding microspheres is known and proven in a number of patents (RU 2515450, RU 2154619, RU 2355656). The effective layer thickness depends on the duration of the heat pulse for the calculation of thermal resistances, for the climate of the middle zone of the Russian Federation and Northern Europe it is 30-50 mm, and its increase is irrational due to the high prices of microsphere-based concrete.

Для примера автором выведен состав теплоотражающего бетона (масс. %, в/ц=0,85) B30 (испытания: ГОСТ 10180-2012) с коэффициентом теплопроводности 0,25 Вт/м*К (испытания: ГОСТ 7076-99), что значительно ниже, чем 1,7-2,0 Вт/м*К стандартных бетонов:For example, the author derived the composition of heat-reflecting concrete (wt.%, W / c = 0.85) B30 (tests: GOST 10180-2012) with a thermal conductivity of 0.25 W / m * K (tests: GOST 7076-99), which significantly lower than 1.7-2.0 W / m * K of standard concrete:

- полые алюмосиликатные микросферы фракционным составом 0-500 мкм - 45%- hollow aluminosilicate microspheres with a fractional composition of 0-500 microns - 45%

- полые алюмосиликатные микросферы фракционным составом 0-50 мкм - 9%- hollow aluminosilicate microspheres with a fractional composition of 0-50 microns - 9%

- серый портландцемент М-700 (В62,5) - 40%- gray Portland cement M-700 (B62.5) - 40%

- каменная мука/микрокремнезем/золошлаки - 5%- stone flour / silica fume / ash and slag - 5%

- гиперпластификатор + смесь армирующих волокон - 1%- hyperplasticizer + a mixture of reinforcing fibers - 1%

Несущий (2) слой заливают в форму последним. Поскольку плотность стандартного бетона B30 (2500 кг/м3) выше, чем у теплоотражающего (900 кг/м3), а в составе есть щебень, при обычном виброуплотнении он неизбежно смещается вниз - в теплоотражающий слой, ухудшая его теплоизоляционные свойства. Для предотвращения смещения щебня нужно применять фракцию 2-5 мм вместо стандартной 5-20 мм, повышать удобоукладываемость вплоть до П5 - самовыравнивающейся, либо с минимальным циклом виброуплотнения, укладывать раствор механически, почти под прямым углом к плоскости теплоотражающего слоя. В зависимости от толщины плиты (механических нагрузок) и теплоотражающего слоя толщина несущего слоя составляет от 80 мм (плита ПДН-14) до 160 мм (плита ПАГ-20).The carrier (2) layer is poured into the mold last. Since the density of standard concrete B30 (2500 kg / m 3 ) is higher than that of heat-reflecting (900 kg / m 3 ), and there is crushed stone in the composition, during normal vibration compaction it inevitably shifts downwards into the heat-reflecting layer, worsening its heat-insulating properties. To prevent crushed stone displacement, it is necessary to use a fraction of 2-5 mm instead of the standard 5-20 mm, increase workability up to P5 - self-leveling, or with a minimum vibration compaction cycle, lay the solution mechanically, almost at right angles to the plane of the heat-reflecting layer. Depending on the thickness of the plate (mechanical loads) and the heat-reflecting layer, the thickness of the carrier layer is from 80 mm (PDN-14 plate) to 160 mm (PAG-20 plate).

За счет размещения нагревателя в каналах вблизи поверхности плиты и нахождения под ним слоя бетона со сниженной теплопроводностью технический результат достигнут.Due to the placement of the heater in the channels near the surface of the slab and the location of a concrete layer under it with reduced heat conductivity, the technical result is achieved.

Claims (6)

1. Железобетонная плита с напрягаемым и ненапрягаемым арматурным каркасом, содержащая лицевой и несущий слои, отличающаяся тем, что между указанными слоями расположен теплоотражающий слой, содержащий полые алюмосиликатные микросферы и выполненный с коэффициентом теплопроводности не более 0,25 Вт/м*К, а по границе лицевого и теплоотражающего слоёв симметрично выполнены сквозные каналы круглого сечения для протягивания сквозь них гибких нагревательных элементов.1. Reinforced concrete slab with a tensile and non-tensile reinforcing cage, containing a front and a bearing layer, characterized in that between these layers there is a heat-reflecting layer containing hollow aluminosilicate microspheres and made with a thermal conductivity of not more than 0.25 W / m * K, and Through the front and heat-reflecting layers, symmetrical through channels of circular cross section are symmetrically made for drawing flexible heating elements through them. 2. Плита по п.1, отличающаяся тем, что лицевой слой выполнен толщиной 10-20 мм из цементобетона класса при сжатии не ниже B30.2. The plate according to claim 1, characterized in that the front layer is made of a thickness of 10-20 mm from cement concrete class with compression not lower than B30. 3. Плита по п.1, отличающаяся тем, что теплоотражающий слой выполнен толщиной 30-50 мм из цементобетона класса при сжатии не ниже B30.3. The plate according to claim 1, characterized in that the heat-reflecting layer is made of a thickness of 30-50 mm from cement concrete class with compression not lower than B30. 4. Плита по п.1, отличающаяся тем, что несущий слой выполнен толщиной 80-160 мм из цементобетона класса при сжатии не ниже B30.4. The slab according to claim 1, characterized in that the carrier layer is made of a thickness of 80-160 mm from cement concrete class with compression not lower than B30. 5. Плита по п.1, отличающаяся тем, что верхняя граница ненапрягаемого арматурного каркаса располагается на расстоянии не менее 10 мм от сквозных каналов.5. The plate according to claim 1, characterized in that the upper boundary of the non-tensile reinforcing cage is located at a distance of at least 10 mm from the through channels. 6. Плита по п.1, отличающаяся тем, что верхняя граница сквозных каналов располагается на расстоянии не менее 7 мм от лицевой поверхности плиты.6. The plate according to claim 1, characterized in that the upper boundary of the through channels is located at a distance of at least 7 mm from the front surface of the plate.
RU2018140040A 2018-11-12 2018-11-12 Aerodrome (road) plate with snow melt system RU2705116C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140040A RU2705116C1 (en) 2018-11-12 2018-11-12 Aerodrome (road) plate with snow melt system
PCT/RU2019/050213 WO2020101544A2 (en) 2018-11-12 2019-11-13 Airfield (paving) slab with a snow melting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140040A RU2705116C1 (en) 2018-11-12 2018-11-12 Aerodrome (road) plate with snow melt system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705116C1 true RU2705116C1 (en) 2019-11-05

Family

ID=68500643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018140040A RU2705116C1 (en) 2018-11-12 2018-11-12 Aerodrome (road) plate with snow melt system

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2705116C1 (en)
WO (1) WO2020101544A2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU80315A1 (en) * 1948-01-28 1948-11-30 К.И. Страхов Road surface for streets, squares, sidewalks, etc.
JP2002250016A (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Yutaka Seisakusho:Kk Braille block with heater
CN203462377U (en) * 2013-08-31 2014-03-05 长安大学 Snow-melting and deicing road surface
RU2577341C2 (en) * 2010-12-10 2016-03-20 Дзунг-Воок ЛИ Factory-built walkway slab with heating wire
RU176727U1 (en) * 2017-11-20 2018-01-25 Общество с ограниченной ответственностью "Новопроект" PAVING COATING

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU80315A1 (en) * 1948-01-28 1948-11-30 К.И. Страхов Road surface for streets, squares, sidewalks, etc.
JP2002250016A (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Yutaka Seisakusho:Kk Braille block with heater
RU2577341C2 (en) * 2010-12-10 2016-03-20 Дзунг-Воок ЛИ Factory-built walkway slab with heating wire
CN203462377U (en) * 2013-08-31 2014-03-05 长安大学 Snow-melting and deicing road surface
RU176727U1 (en) * 2017-11-20 2018-01-25 Общество с ограниченной ответственностью "Новопроект" PAVING COATING

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020101544A2 (en) 2020-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Experimental study on anti-icing and deicing performance of polyurethane concrete as road surface layer
Leung et al. Development of pseudo-ductile permanent formwork for durable concrete structures
CN106836566A (en) The construction method and external wall structure of self-compacting concrete EPS warming plate exterior walls
CN108004869B (en) Method for designing basalt fiber bar continuous reinforcement cement concrete pavement
CN108978392A (en) A kind of big spacing seam arrangement of reinforcement cement concrete pavement structure and method of construction
Yan et al. Pavement conductive wearing surface with graphite heating film de-icing potential and performance experimental study
CN104060533A (en) Novel compound deck repairing layer for concrete beam bridge
RU2705116C1 (en) Aerodrome (road) plate with snow melt system
RU176727U1 (en) PAVING COATING
Chen et al. Fiber reinforced polymer patching binder for concrete pavement rehabilitation and repair
CN103643631B (en) There is the Cement Concrete Deck Paving Course of temp regulating function
CN103015317B (en) Factory-made orthotropic steel plate and composite combined deck structure
CN111893878A (en) Steel box girder bridge deck pavement structure and construction method
Haddad et al. Repair of heat-damaged reinforced concrete T-beams using FRC jackets
Swamy et al. SOME PRACTICAL APPLICATIONS OF STEEL FIBRE REINFORCED CONCRETE.
CN110219240B (en) Epoxy asphalt steel bridge deck pavement method
CN110820469B (en) Fabricated asphalt concrete-photovoltaic power generation pavement structure and construction method
CN109914215B (en) Construction method for preventing and controlling reflection cracks of airport pavement overlay
Chaddha et al. A study on the rigid pavement construction, joint and crack formation
CN111877157A (en) Synergistic shearing-resistant high-durability section steel bridge deck pavement structure and construction method thereof
KR20100022703A (en) Composite slab using deck plate made by glass fiber reinforced polymer
CN105064159A (en) Rapidly installed concrete road
CN114164975B (en) Concrete bearing base layer and construction process thereof
Dahham et al. Static structural performance of continuous composite slab strengthened by CFRP laminate in the hogging moment region
CN219952559U (en) Cement artificial stone structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201113