RU2739818C1 - Road plate - Google Patents
Road plate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739818C1 RU2739818C1 RU2020121630A RU2020121630A RU2739818C1 RU 2739818 C1 RU2739818 C1 RU 2739818C1 RU 2020121630 A RU2020121630 A RU 2020121630A RU 2020121630 A RU2020121630 A RU 2020121630A RU 2739818 C1 RU2739818 C1 RU 2739818C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slab
- concrete layer
- polymer composite
- cement
- prefabricated
- Prior art date
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
Description
Изобретение относится к области строительства и может найти применение при изготовлении дорожных и аэродромных плит, а также может быть использовано при сооружении и реконструкции проезжей части мостов.The invention relates to the field of construction and can be used in the manufacture of road and airfield slabs, and can also be used in the construction and reconstruction of the roadway of bridges.
Известна дорожная плита, выполненная из упругого и несущего слоев, и состоящая из цементной матрицы с мелким и крупным заполнителем и армирующими элементами (RU, №2433219, МПК Е01С 5/06. Дорожная плита, 2011).Known road slab made of elastic and bearing layers, and consisting of a cement matrix with small and large aggregate and reinforcing elements (RU, No. 2433219, IPC
Недостатками данного технического решения являются пониженная несущая способность, обусловленная невысокой жесткостью слоев, а также недолговечность, обусловленная хрупкостью нижнего слоя при изгибе плиты от действия эксплуатационных нагрузок, особенно при воздействии динамических переменных нагрузок, а также высокая материалоемкость и соответственно, себестоимость дорожной плиты вследствие использования дополнительных упругих компонентов.The disadvantages of this technical solution are the reduced bearing capacity due to the low rigidity of the layers, as well as fragility due to the fragility of the lower layer when bending the slab from the action of operational loads, especially when exposed to dynamic variable loads, as well as high material consumption and, accordingly, the cost of the road slab due to the use of additional elastic components.
Известно применение полимерных и композитных сеток для армирования бетонных изделий (Полезная модель №177233. МПК: Е04С 5/07. Сетка армирующая полимерно-композитная преднапряженная с нанодобавками, 2018).It is known to use polymer and composite meshes for reinforcing concrete products (Useful model No. 177233. IPC: E04C 5/07. Reinforcing polymer-composite mesh pre-stressed with nano-additives, 2018).
Недостатками данного технического решения является пониженная несущая способность, обусловленная хрупкостью нижнего слоя при изгибе плиты от действия эксплуатационных нагрузок, особенно при воздействии динамических нагрузок.The disadvantages of this technical solution is the reduced bearing capacity due to the brittleness of the lower layer when bending the slab from the action of operational loads, especially when exposed to dynamic loads.
Известно применение в дорожном строительстве дорожных матов из композиционных материалов (КДМ), в которых покрытие дороги образовано полимерными плитами (патент на полезную модель №131734. МПК: Е01С 5/00. Композиционный дорожный мат для дорог со сборно-разборным покрытием, 2013).Known use in road construction of road mats made of composite materials (CDM), in which the road surface is formed by polymer plates (utility model patent No. 131734. IPC: E01C 5/00. Composite road mat for roads with collapsible surface, 2013).
При этом плиты изготавливаются из полимерного композиционного материала, физико-механические характеристики которого обеспечивают требования к максимальной нагрузке - колесной, осевой и гусеничной, а также к химической стойкости, что обеспечивает высокую их долговечность.At the same time, the plates are made of a polymer composite material, the physical and mechanical characteristics of which meet the requirements for the maximum load - wheel, axial and tracked, as well as for chemical resistance, which ensures their high durability.
Для изготовления плит, формирующих КДМ, используется композиционный полимерный материал по своим физико-механическим характеристикам превосходящий ранее используемые материалы: железобетон и дерево, а также композиционный стеклопластик, используемый для плит согласно патенту №107165, что подтверждается данными, приведенными ниже в таблице 1.For the manufacture of slabs that form CDM, a composite polymer material is used in its physical and mechanical characteristics superior to previously used materials: reinforced concrete and wood, as well as composite fiberglass used for slabs according to patent No. 107165, which is confirmed by the data given below in table 1.
Известно также применение в строительстве саморезов в качестве крепежных элементов соединения слоев из различных материалов (например, https://sprb.bv/material/269-samorez-vidy-primenenie.html). Однако их применение в качестве анкерных элементов для соединения, например, металлических или полимерных материалов с бетонным слоем, отличается сложностью реализации и повышенной трудоемкостью за счет необходимости сверления отверстия в бетоне и установки дюбеля.It is also known to use self-tapping screws in construction as fastening elements for connecting layers of various materials (for example, https://sprb.bv/material/269-samorez-vidy-primenenie.html). However, their use as anchor elements for connecting, for example, metal or polymer materials with a concrete layer, is complex and labor-intensive due to the need to drill a hole in concrete and install a dowel.
Наиболее близким техническим решением является монолитная двухслойная плита с верхним слоем из полимерной композитной сборной плиты с заданными характеристиками повышенной химической стойкости, повышенной прочности, повышенной морозостойкости и повышенной износостойкости, соединенная с бетонным слоем анкерными выпусками из арматуры (Патент RU 2 667 396. МПК Е01С 5/22. Способ устройства дорожного покрытия повышенной долговечности, 2018).The closest technical solution is a monolithic two-layer slab with an upper layer of a polymer composite prefabricated plate with the specified characteristics of increased chemical resistance, increased strength, increased frost resistance and increased wear resistance, connected to the concrete layer by anchoring outlets from reinforcement (
Недостатками данного технического решения являются пониженная несущая способность, обусловленная низкой трещиностойкостью нижнего слоя при изгибе плиты от действия эксплуатационных нагрузок, сложная технология изготовления за счет необходимости изготовления специальных анкеров и отдельного формования сборной плиты, а также не обеспечиваются защитные функции нижнего слоя бетона. При этом не выполняется главное исходное условие долговечности дорожной плиты - это обеспечение стабильной жесткости ее нижнего слоя, допускающего при этом в нем формирования рабочих деформаций растяжения при изгибе, предупреждающих развитие процесса трещинообразования в бетоне и последующего разрушения плиты, особенно за счет снижения трещиностойкости плиты при динамических нагрузках и температурных деформациях нижнего слоя, что снижает эффективность использования плиты, в целом.The disadvantages of this technical solution are the reduced bearing capacity due to the low crack resistance of the lower layer when bending the slab from the action of operational loads, a complex manufacturing technology due to the need to manufacture special anchors and separate molding of the prefabricated slab, and also the protective functions of the lower concrete layer are not provided. At the same time, the main initial condition for the durability of the road slab is not met - this is to ensure the stable rigidity of its lower layer, while allowing the formation of working tensile deformations during bending in it, preventing the development of the process of cracking in concrete and the subsequent destruction of the slab, especially by reducing the crack resistance of the slab during dynamic loads and thermal deformations of the lower layer, which reduces the efficiency of using the slab, in general.
В основе настоящего изобретения лежит задача по повышению трещиностойкости дорожной плиты, особенно при воздействии динамических, знакопеременных нагрузках, и упрощению технологии ее изготовления.The present invention is based on the task of increasing the crack resistance of a road slab, especially when exposed to dynamic, alternating loads, and simplifying the technology of its manufacture.
Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленного изобретения, является повышение несущей способности и эксплуатационной надежности дорожной плиты при снижении ее материалоемкости, а также повышение долговечности.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the bearing capacity and operational reliability of the road slab while reducing its material consumption, as well as increasing the durability.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что дорожная плита, содержащая цементобетонный слой и верхний слой из полимерного композитного материала в виде сборной плиты, при этом крепление сборной плиты из полимерного композитного материала с цементобетонным слоем выполнено при помощи анкерных выпусков из нижней поверхности сборной плиты, погруженных в тело цементобетонного слоя, при этом дорожная плита, содержит нижний слой из полимерного композитного материала в виде сборной плиты, причем крепление верхней и нижней сборных плит с цементобетонным слоем выполнено при помощи анкерных выпусков в виде саморезов, завинченных в поверхности сборных плит, при этом часть резьбы саморезов и их шляпки расположены в цементобетонном слое.The task and the specified technical result are achieved by the fact that a road slab containing a cement concrete layer and an upper layer of a polymer composite material in the form of a precast slab, while the precast slab of a polymer composite material with a cement concrete layer is fastened using anchor outlets from the lower surface of the precast slab immersed in the body of the cement-concrete layer, while the road slab contains a lower layer of a polymer composite material in the form of a precast slab, and the fastening of the upper and lower precast slabs with a cement-concrete layer is made using anchor outlets in the form of self-tapping screws screwed into the surface of the precast plates, with In this case, part of the thread of the self-tapping screws and their caps are located in the cement-concrete layer.
При этом саморезы со шляпками могут быть завинчены под углом к поверхности сборных плит, контактируемых с цементобетонным слоем. Это целесообразно выполнять для верхней композитной плиты в случае использования небольшой ее толщины, так как она не является несущим слоем, а выполняет в основном защитные функции - против коррозии, износостойкость и др.In this case, self-tapping screws with caps can be screwed at an angle to the surface of precast slabs in contact with the cement concrete layer. It is advisable to perform this for the upper composite plate in the case of using its small thickness, since it is not a bearing layer, but mainly performs protective functions - against corrosion, wear resistance, etc.
Исполнение дорожной плиты, состоящей из трех слоев - верхнего и нижнего из полимерного композитного материала и внутреннего бетонного слоя, позволяет, во-первых, повысить трещиностойкость за счет изготовления дорожной плиты с нижним несущим слоем из полимерного композитного материала в виде сборной плиты с заданными характеристиками повышенной химической стойкости, повышенной прочности, повышенной морозостойкости, отличающейся лучшими деформативными свойствами по сравнению с бетоном, который слабо сопротивляется деформациям растяжения при изгибе плиты, отличаясь хрупким поведением в процессе его нагружения, во-вторых, повысить коррозионную стойкость нижнего слоя бетона, защитив его полимерной композитной сборной плитой с заданными характеристиками повышенной химической стойкости за счет отсутствия в этом случае прямого контакта бетона с грунтовым основанием, в-третьих, снизить массу дорожной плиты за счет частичной замены нижнего слоя из тяжелого бетона слоем из более легкого полимерного композитного материала, в-четвертых, упростить технологию изготовления путем исключения из технологической цепочки операции по формованию верхней и нижней сборных плит, а использовать более простую и быструю операцию сборки путем использования готовых полимерных композитных плит, например применяемые в дорожном строительстве (полезная модель РФ N 152159, МПК: Плита «Р-ТЭК» модульного дорожного покрытия для сборно-разборных временных дорог и площадок, 2015) и готовых анкеров - саморезов. В этом случае также не надо изготавливать специальные анкеры - снижаются трудозатраты, так как саморезы это готовые покупные изделия, а также упрощается процесс изготовления сборной плиты за счет использования более простой операции по их установке в сборной плите - операции завинчивания, что, в целом, повышает эффективность изготовления и работы дорожной плиты.The design of the road slab, consisting of three layers - the upper and the lower made of polymer composite material and the inner concrete layer, allows, firstly, to increase crack resistance due to the manufacture of a road slab with a lower load-bearing layer of polymer composite material in the form of a prefabricated slab with specified characteristics of increased chemical resistance, increased strength, increased frost resistance, characterized by better deformative properties in comparison with concrete, which weakly resists tensile deformations during bending of the slab, characterized by brittle behavior during its loading, and secondly, to increase the corrosion resistance of the lower concrete layer, protecting it with a polymer composite a prefabricated slab with the specified characteristics of increased chemical resistance due to the absence in this case of direct contact of concrete with the soil base, thirdly, to reduce the mass of the road slab by partially replacing the lower layer of heavy concrete with a layer of lighter polymer fourthly, to simplify the manufacturing technology by excluding the operation of forming the upper and lower prefabricated plates from the technological chain, and to use a simpler and faster assembly operation by using ready-made polymer composite plates, for example, used in road construction (RF utility model No. 152159, IPC: Slab "R-TEK" of modular pavement for collapsible temporary roads and sites, 2015) and ready-made anchors - self-tapping screws. In this case, it is also not necessary to make special anchors - labor costs are reduced, since self-tapping screws are ready-made purchased products, and the process of manufacturing a prefabricated plate is simplified by using a simpler operation for installing them in a prefabricated plate - screwing operations, which, in general, increases the efficiency of the manufacture and operation of the road slab.
Кроме этого в случае использования полимерных композитных сборных плит небольшой толщины для более надежного в них закрепления анкеров - саморезов, последние завинчиваются под углом к поверхности полимерных композитных сборных плит, контактируемых с цементобетонным слоем.In addition, in the case of using polymer composite prefabricated slabs of small thickness for more reliable fastening of anchors - self-tapping screws in them, the latter are screwed at an angle to the surface of polymer composite prefabricated slabs in contact with the cement-concrete layer.
Дорожная плита поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструктивная схема дорожной плиты с верхним и нижним слоями из полимерной композитной сборной плиты; на фиг. 2 - конструктивная схема полимерной композитной сборной плиты; на фиг. 3 - Вид I; на фиг. 4 -конструктивная схема полимерной композитной сборной плиты с анкерами -саморезами, завинченных под углом к ее поверхности.The road slab is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a structural diagram of a road slab with upper and lower layers of polymer composite prefabricated slab; in fig. 2 - structural diagram of a polymer composite prefabricated plate; in fig. 3 - View I; in fig. 4 - structural diagram of a polymer composite prefabricated plate with self-tapping anchors screwed at an angle to its surface.
На фиг. - фиг. 4 обозначено: 1,2 - верхний и нижний слои из полимерной композитной сборной плиты соответственно; 3 - анкеры - саморезы; 4 - шляпка анкера - самореза; 5 - внутренний бетонный слой; 6 - геосетка.FIG. - fig. 4 denotes: 1,2 - upper and lower layers of polymer composite prefabricated board, respectively; 3 - anchors - screws; 4 - anchor head - self-tapping screw; 5 - inner concrete layer; 6 - geogrid.
Дорожная плита состоит из трех слоев (фиг. 1) - верхнего и нижнего слоев, толщиной соответственно h1 и h3, - из готовых полимерных композитных сборных плит 1,2 (фиг. 2) с завинченными в них анкеров - саморезов 3 со шляпками 4, соединенные с внутренним бетонным слоем 5 толщиной h2 выпусками анкеров - саморезов длиной hв, армированного геосеткой 6 (фиг. 3).The road slab consists of three layers (Fig. 1) - the upper and lower layers, with a thickness of h 1 and h 3 , respectively, - of ready-made polymer composite prefabricated
Кроме этого готовые полимерные композитные сборные плиты 1,2 могут быть соединены с внутренним бетонным слоем 5 анкерами - саморезами, завинченных под углом к его поверхности (фиг. 1, фиг. 4).In addition, the finished polymer composite
Размеры дорожной плиты: толщина слоев h1, шаг анкеров - саморезов t, величина их выпусков hв и угол их наклона а задаются из условий работы плиты и величины воспринимаемой нагрузки.The dimensions of the road slab: the thickness of the layers h 1 , the step of the anchors - self-tapping screws t, the size of their outlets h in and the angle of their inclination a are set from the operating conditions of the slab and the magnitude of the perceived load.
Дорожная плита изготавливается и работает следующим образом.The road slab is manufactured and works as follows.
Сначала изготавливают две сборные полимерные композитные плиты 1,2 для верхнего и нижнего слоев дорожной плиты, для чего завинчивают в готовые полимерные композитные плиты (например, согласно патенту: полезная модель РФ N 152159, МПК: Плита «Р-ТЭК» модульного дорожного покрытия для сборно-разборных временных дорог и площадок, 2015) с заданными размерами и характеристиками повышенной химической стойкости, повышенной прочности, повышенной морозостойкости и повышенной износостойкости анкеры - саморезы 4 со шляпками 5 с заданной величиной выпусков hв - перпендикулярно (фиг. 2) или наклонно -(фиг. 4).First, two prefabricated
Формование дорожной плиты начинают с формирования в форме нижнего слоя дорожной плиты, для чего укладывают соответствующую полимерную композитную сборной плиту (фиг. 2, фиг. 4) анкерами - саморезами 4 со шляпками 5 вверх. После этого укладывают бетонную смесь и формируют внутренний несущий бетонный слой. При этом для восприятия более значительных нагрузок укладывают геосетку 6 (фиг. 1). Затем формируют верхний слой, для чего укладывают полимерную композитную сборной плиту анкерами - саморезами 4 со шляпками 5 вниз с полным их погружением во внутренний бетонный слой.Formation of the road slab begins with the formation of the lower layer of the road slab, for which the corresponding polymer composite prefabricated slab (Fig. 2, Fig. 4) is laid with self-tapping
После формования дорожной плиты выполняют тепловую обработку до достижения изделием распалубочной прочности.After the road slab has been formed, heat treatment is carried out until the product reaches stripping strength.
Готовая дорожная плита монтируется на стройплощадке согласно техническим нормам.The finished paving slab is assembled at the construction site according to the technical regulations.
При приложении нагрузки на дорожную плиту, изготовленную с верхним и нижним слоями из сборных полимерных композитных плит, соединенных анкерами - саморезами с внутренним бетонным слоем, она будет работать как балка на двух опорах. Верхний и нижний слои дорожной плиты будут работать совместно с внутренним слоем за счет работы шляпок и части винтовой нарезки саморезов в бетонном слое. Часть резьбы выпуска анкера - самореза и его и шляпка являются несущей частью анкера -самореза в бетонном слое. При приложении нагрузки шляпка самореза и его резьба будут сопротивляться сдвиговым деформациям бетона.When a load is applied to a road slab made with upper and lower layers of prefabricated polymer composite plates, connected by self-tapping anchors with an inner concrete layer, it will act as a beam on two supports. The upper and lower layers of the road slab will work together with the inner layer due to the work of the caps and part of the screw thread of the self-tapping screws in the concrete layer. Part of the thread of the release of the self-tapping anchor and it and the head are the bearing part of the self-tapping anchor in the concrete layer. When a load is applied, the screw head and its thread will resist shear deformations of the concrete.
При этом работа полимерного композитного материала в виде сборной плиты позволяет предотвратить развитие трещин - повысить трещиностойкость за счет повышенной ее прочности и отличающейся лучшими деформативными свойствами по сравнению с бетоном, который слабо сопротивляется деформациям растяжения при изгибе плиты, отличаясь хрупким поведением в процессе его нагружения. Это можно объяснить еще тем, что за счет использования полимерной композитной сборной плиты в основании предложенной дорожной плиты сокращается длина формируемой трещины и соответственно ее ширина раскрытия в нижнем бетонном слое будет меньше, а также за счет лучших деформативных свойств у полимерного материала, чем у бетона.At the same time, the work of a polymer composite material in the form of a prefabricated slab prevents the development of cracks - to increase crack resistance due to its increased strength and is distinguished by better deformative properties in comparison with concrete, which weakly resists tensile deformations during bending of the slab, differing in its fragile behavior during its loading. This can also be explained by the fact that due to the use of a polymer composite prefabricated slab at the base of the proposed road slab, the length of the formed crack is reduced and, accordingly, its opening width in the lower concrete layer will be less, as well as due to the better deformative properties of the polymer material than that of concrete.
Кроме этого, работа полимерного композитного материала в виде сборной плиты позволяет также защитить нижний слой бетона от агрессивной среды грунтового основания - повысить его коррозионную стойкость за счет работы полимерной композитной сборной плиты с заданными характеристиками повышенной химической стойкости и за счет отсутствия в этом случае прямого контакта бетона с грунтовым основанием.In addition, the operation of the polymer composite material in the form of a prefabricated slab also allows protecting the lower concrete layer from the aggressive environment of the soil base - increasing its corrosion resistance due to the operation of a polymer composite prefabricated slab with the specified characteristics of increased chemical resistance and due to the absence in this case of direct concrete contact with a soil base.
На общей конструктивной схеме дорожной плиты (фиг. 1 - фиг. 3) видно, что основные конструктивные элементы дорожной плиты - верхний и нижний слои в виде готовых сборных полимерных композитных плит, связаны между собой через внутренний бетонный слой с учетом действия нагрузки, что в этом случае приводит к повышенной технологичности изготовления дорожной плиты. Это обеспечивается за счет возможности использования готовых полимерных композитных изделий - сборной плиты в качестве верхнего защитного слоя и в качестве нижнего несущего слоя. Поэтому предлагаемая дорожная плита выполнена конструктивно комбинированной и может работать более эффективно, чем известная бетонная двухслойная дорожная плита, так как вся конструкция обеспечивает возможность восприятия более высоких нагрузок, включая динамических. При этом повышается технологичность выполнения основных операций по изготовлению дорожной плиты за счет применения готовых изделий в виде полимерных композитных плит, а также анкеров в виде саморезов, снижается масса плиты за счет использования более легких компонентов дорожной плиты - сборных полимерных композитных плит, повышается долговечность работы, что обеспечивается более высокой коррозионной стойкостью дорожной плиты за счет исключения контакта бетона с грунтовым основанием в случае использования полимерной композитной сборной плиты в качестве нижнего слоя.On the general structural diagram of the road slab (Fig. 1 - Fig. 3), it can be seen that the main structural elements of the road slab - the upper and lower layers in the form of ready-made prefabricated polymer composite slabs, are interconnected through the inner concrete layer taking into account the action of the load, which is This leads to increased manufacturability of the road slab. This is achieved due to the possibility of using finished polymer composite products - prefabricated panels as the upper protective layer and as the lower supporting layer. Therefore, the proposed road slab is structurally combined and can work more efficiently than the known concrete two-layer road slab, since the whole structure allows for the perception of higher loads, including dynamic ones. At the same time, the manufacturability of the main operations for the manufacture of the road slab increases due to the use of finished products in the form of polymer composite plates, as well as anchors in the form of self-tapping screws, the mass of the slab is reduced due to the use of lighter components of the road slab - prefabricated polymer composite plates, the durability of work increases, which is ensured by a higher corrosion resistance of the road slab due to the exclusion of contact of concrete with the subgrade in the case of using a polymer composite prefabricated slab as the bottom layer.
Улучшенные эксплуатационные свойства и меньшая масса дорожной плиты позволяют рекомендовать ее к использованию при устройстве временных вертолетных площадок, дорог и аэродромов в сложных природно-климатических условиях строительства.The improved operational properties and lower mass of the road slab make it possible to recommend it for use in the construction of temporary helipads, roads and airfields in difficult natural and climatic conditions of construction.
Для обоснования работоспособности предлагаемого технического решения - дорожной плиты с улучшенными эксплуатационными свойствами были выполнены лабораторные модельные испытания.To substantiate the efficiency of the proposed technical solution - a road slab with improved operational properties, laboratory model tests were performed.
Для этого изготавливались стандартные балочки 40×40×160 мм, как чисто бетонные, так и комбинированные трехслойные балочки с наружными слоями из полимерного композитного материала. Нижний и верхний полимерный композитный слой выполнялся из стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой с получением полимерной композитной пластины толщиной 5 мм. При этом для прочного соединения наружных слоев балочки с внутренним бетонным слоем в них завинчивались 6 анкеров - саморезов диаметром 3,5 мм с выпусками на величину 10 мм с получением сборной полимерной композитной пластины.For this, standard beams 40 × 40 × 160 mm were made, both purely concrete and combined three-layer beams with outer layers of polymer composite material. The lower and upper polymer composite layer was made of glass cloth impregnated with epoxy resin to obtain a
Технологические операции по формованию комбинированных балочек осуществлялись в следующей последовательности. Сначала в форме укладывалась нижняя сборная полимерная композитная пластина выпусками со шляпками анкеров - саморезов вверх, образуя нижний слой, затем укладывалась бетонная смесь толщиной 30 мм, после чего устанавливалась верхняя сборная полимерная композитная пластина выпусками со шляпками анкеров - саморезов вниз путем их вдавливания в бетонный слой, образуя верхний слой комбинированной балочки.Technological operations for forming the combined beams were carried out in the following sequence. First, a lower prefabricated polymer composite plate was laid in the form with outlets with anchor heads - screws upward, forming the bottom layer, then a concrete mixture with a thickness of 30 mm was laid, after which the upper prefabricated polymer composite plate was installed with outlets with anchor heads - self-tapping screws downward by pressing them into the concrete layer , forming the top layer of the combined beam.
В процессе формования балочки выпуски со шляпками анкеров - саморезов сборных полимерных композитных пластин (верхней и нижней) фиксировались во внутреннем бетонном слое. После твердения бетона анкеры - саморезы прочно закреплялись во внутреннем бетонном слое, за счет работы которых и происходило надежное соединение наружных полимерных композитных слоев балочки с бетонным слоем.In the process of forming the beam, the outlets with anchor heads - self-tapping screws of prefabricated polymer composite plates (upper and lower) were fixed in the inner concrete layer. After the concrete hardened, the self-tapping anchors were firmly fixed in the inner concrete layer, due to the work of which there was a reliable connection of the outer polymer composite layers of the beam with the concrete layer.
Для изготовления балочек использовалась цементо-песчаная смесь в соотношении 1:3. Песок использовался карьерный, средней крупности, вяжущее - портландцемент М500. Водоцементное отношение задавалось 0,5. Балочки формовались на виброплощадке с вертикально направленными колебаниями с последующей тепловой обработкой в пропарочной камере. Была изготовлена серия бетонных балочек, усиленные готовыми сборными полимерными композитными пластинами.For the manufacture of beams, a cement-sand mixture was used in a ratio of 1: 3. The sand was quarry, medium size, the binder was M500 Portland cement. The water-cement ratio was set to 0.5. The beams were formed on a vibrating platform with vertically directed vibrations, followed by heat treatment in a steaming chamber. A series of concrete beams were made, reinforced with prefabricated polymer composite plates.
Испытания на изгиб бетонных и комбинированных балочек выполнялись на испытательной машине МИИ-100.Bending tests of concrete and combined beams were carried out on an MII-100 testing machine.
В процессе испытаний было зафиксировано хрупкое разрушение чисто бетонных балочек. Однако, при испытании комбинированных балочек, усиленных слоями из готовых сборных полимерных композитных пластин, явного хрупкого разрушения не наблюдалось. Это можно объяснить тем, что, во-первых, за счет использования полимерной композитной пластины в основании бетонной балочки сокращается длина формируемой трещины и соответственно ее ширина раскрытия в нижнем бетонном слое будет меньше, а, во-вторых, за счет лучших деформативных свойств у полимерного материала, чем у бетона. При этом трещин в нижней сборной полимерной композитной пластине, подверженной наибольшим изгибным деформациям, обнаружено не было.During the tests, brittle destruction of pure concrete beams was recorded. However, when testing combined beams reinforced with layers of prefabricated polymer composite plates, no apparent brittle fracture was observed. This can be explained by the fact that, firstly, due to the use of a polymer composite plate at the base of the concrete beam, the length of the formed crack is reduced and, accordingly, its opening width in the lower concrete layer will be less, and, secondly, due to the better deformative properties of the polymer material than concrete. In this case, no cracks were found in the lower prefabricated polymer composite plate, which was subjected to the greatest bending deformations.
Результаты испытаний показали, что максимальная прочность при изгибе, равная 5,82 МПа, соответствует комбинированной балочке, что на 27% больше прочности не усиленной балочки. При этом время нагружения -деформирования до достижения предельного состояния у комбинированных балочек было больше на 17-35% относительно не усиленной балочки, что косвенно говорит о лучших их деформативных свойствах и как следствие о меньшей степени хрупкости и повышенной трещиностойкости.The test results showed that the maximum bending strength of 5.82 MPa corresponds to a combined beam, which is 27% more than the strength of an unreinforced beam. At the same time, the time of loading-deformation before reaching the limiting state for the combined beams was 17-35% longer relative to the unreinforced beam, which indirectly indicates their better deformative properties and, as a consequence, a lower degree of fragility and increased crack resistance.
Учитывая полученные положительные результаты испытаний цементобетонных балочек, усиленных наружными слоями из сборных полимерных композитных пластин, можно сделать вывод, что использование предлагаемой конструкции комбинированной дорожной плиты позволит снизить нагрузку на основание, повысить трещиностойкость, прочность на изгиб и коррозионную стойкость дорожной плиты, что особенно важно в случае ее применения в сложных природно-климатических условиях строительства. При этом используемые формы и технология формования дорожных плит остаются прежними.Considering the obtained positive results of testing cement concrete beams reinforced with outer layers of prefabricated polymer composite plates, it can be concluded that the use of the proposed construction of a combined road slab will reduce the load on the base, increase crack resistance, bending strength and corrosion resistance of the road slab, which is especially important in the case of its application in difficult natural and climatic conditions of construction. At the same time, the used forms and technology of forming the road slabs remain the same.
Дорожная плита была изготовлена в виде модели и испытана в строительной лаборатории кафедры ПСК ТвГТУ и показала повышенные эксплуатационные характеристики, а также возможность изготовления дорожной плиты с улучшенными эксплуатационными свойствами, как в заводских условиях, так и в реальных условиях строительства.The road slab was made in the form of a model and tested in the construction laboratory of the Department of Construction Control Systems of the TvGTU and showed improved performance characteristics, as well as the possibility of manufacturing a road slab with improved performance properties, both in the factory and in real construction conditions.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121630A RU2739818C1 (en) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Road plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121630A RU2739818C1 (en) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Road plate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2739818C1 true RU2739818C1 (en) | 2020-12-28 |
Family
ID=74106436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020121630A RU2739818C1 (en) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Road plate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2739818C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760668C1 (en) * | 2021-04-28 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Road slab |
| RU2793103C1 (en) * | 2022-07-06 | 2023-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Road slab |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0449040A1 (en) * | 1990-03-28 | 1991-10-02 | RUDI GOLDAU GmbH | Floor covering |
| RU44329U1 (en) * | 2004-11-30 | 2005-03-10 | Баженов Александр Вадимович | DEVELOPMENT OF ROAD CLOTHES |
| RU96130U1 (en) * | 2009-12-25 | 2010-07-20 | Борис Михайлович Ломакин | COMBINED MONOLITHIC ROAD COVERING, REINFORCED CONCRETE RIBBED PLATE AND BUTT JOINT TYPE NAGEL |
| RU2667396C1 (en) * | 2017-11-22 | 2018-09-19 | Борис Никифорович Сушенцев | Method of road covering of increased durability |
| RU192873U1 (en) * | 2019-06-14 | 2019-10-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова" | ROAD PLATE |
-
2020
- 2020-06-25 RU RU2020121630A patent/RU2739818C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0449040A1 (en) * | 1990-03-28 | 1991-10-02 | RUDI GOLDAU GmbH | Floor covering |
| RU44329U1 (en) * | 2004-11-30 | 2005-03-10 | Баженов Александр Вадимович | DEVELOPMENT OF ROAD CLOTHES |
| RU96130U1 (en) * | 2009-12-25 | 2010-07-20 | Борис Михайлович Ломакин | COMBINED MONOLITHIC ROAD COVERING, REINFORCED CONCRETE RIBBED PLATE AND BUTT JOINT TYPE NAGEL |
| RU2667396C1 (en) * | 2017-11-22 | 2018-09-19 | Борис Никифорович Сушенцев | Method of road covering of increased durability |
| RU192873U1 (en) * | 2019-06-14 | 2019-10-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова" | ROAD PLATE |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760668C1 (en) * | 2021-04-28 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Road slab |
| RU2793103C1 (en) * | 2022-07-06 | 2023-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Road slab |
| RU2796801C1 (en) * | 2022-10-28 | 2023-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Road slab |
| RU2801196C1 (en) * | 2022-11-08 | 2023-08-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Road slab |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Maraq et al. | Flexural behavior of RC beams strengthened with steel wire mesh and self-compacting concrete jacketing—experimental investigation and test results | |
| Valluzzi et al. | Current practice and open issues in strengthening historical buildings with composites | |
| Kankeri et al. | Efficient hybrid strengthening for precast hollow core slabs at low and high shear span to depth ratios | |
| Saheed et al. | Structural behavior of out-of-plane loaded precast lightweight EPS-foam concrete C-shaped slabs | |
| Khan et al. | Strengthening of RC beams in flexure using ferrocement | |
| Tomaževič et al. | Strengthening of stone masonry walls with composite reinforced coatings | |
| Sakthivel et al. | Study on flexural behaviour of ferrocement slabs reinforced with PVC-coated weld mesh | |
| Cheah et al. | The structural behaviour of HCWA ferrocement–reinforced concrete composite slabs | |
| RU2739818C1 (en) | Road plate | |
| Thanoon et al. | Development of interlocking mechanism for shear transfer in composite floor | |
| Roy et al. | Beam–column subassemblies with construction joint in columns above and below the beam | |
| Raavi et al. | Evaluating the flexural strength and failure patterns of cement stabilized rammed earth wallettes reinforced with coir, bamboo and steel | |
| Haddad et al. | CFRP ropes for retrofitting heat-damaged concrete beams | |
| RU2747745C1 (en) | Road slab | |
| Shannag et al. | Structural repair of shear-deficient reinforced concrete beams using SIFCON | |
| RU200921U1 (en) | Road slab | |
| RU2730166C2 (en) | Road plate | |
| RU201315U1 (en) | Road slab | |
| CN205617223U (en) | Basalt continuous fibers bridge | |
| Wijanto | Seismic assessment of unreinforced masonry walls | |
| RU2796801C1 (en) | Road slab | |
| Oh et al. | Punching shear strength of strengthened deck panels with externally bonded plates | |
| RU2760668C1 (en) | Road slab | |
| RU2801196C1 (en) | Road slab | |
| Mhadeshwar et al. | Experimental performance, mathematical modelling and development of stress block parameter of ferrocement beams with rectangular trough shaped skeletal steel |