RU2801196C1

RU2801196C1 - Road slab

Info

Publication number: RU2801196C1
Application number: RU2022129112A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Трофимов; Григорий Алексеевич Хитрич
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2023-08-03

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention can be used in manufacturing of road, airfield plates. The road slab made in the form of a prefabricated slab comprises the upper and lower layers of polymer composite slabs and a cement concrete layer. Anchor releases are in the form of self-tapping screws from the lower and upper plates, with caps immersed in the cement concrete layer. Inside the latter, a polymer composite mesh is laid. The cement-concrete layer additionally comprises polymer-composite strips with hollow protrusions in the form of stiffening ribs arranged in rows along the length of the slab fixed on the inner surface of the lower and upper polymer-composite slabs towards each other. The polymer composite mesh is laid and fixed on the tops of the hollow protrusions of the polymer composite strips of the lower polymer composite plate. Polymer-composite strips fixed on the upper plate can be made at least one-top, and polymer-composite strips fixed on the bottom plate can be made at least two-top, whereas the top of the hollow protrusion of the single-top strip is located above the gaps between the tops of the two-top strips.

EFFECT: increase in the operational reliability of the road slab.

2 cl, 3 dwg

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 plates, and can also be used in the construction and reconstruction of the carriageway of bridges.

Известно применение полимерных и композитных сеток для армирования бетонных изделий (RU №177233, МПК Е04С 5/07. Сетка армирующая полимерно-композитная преднапряженная с нанодобавками, 2018 г.).The use of polymer and composite meshes for reinforcing concrete products is known (RU No. 177233, IPC E04C 5/07. Reinforcing polymer-composite prestressed mesh with nanoadditives, 2018).

Известна также 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 (RU №2667396, МПК Е01С 5/22. Способ устройства дорожного покрытия повышенной долговечности, 2018 г.).Also known is a monolithic two-layer slab with a top layer of a polymer composite prefabricated slab with specified characteristics of increased chemical resistance, increased strength, increased frost resistance and increased wear resistance, connected to the concrete layer by anchor outlets from reinforcement (RU No. 2667396, IPC E01C 5/22. Device method pavement of increased durability, 2018).

Однако для данных технических решений характерна пониженная несущая способность, обусловленная хрупкостью нижнего слоя при изгибе плиты от действия эксплуатационных нагрузок, особенно при воздействии динамических нагрузок в случае использования ее в качестве дорожного покрытия, а также повышенная масса.However, these technical solutions are characterized by a reduced bearing capacity due to the fragility of the lower layer when the slab is bent under the action of operational loads, especially when exposed to dynamic loads when it is used as a road surface, as well as increased weight.

Известно также исполнение дорожного цементобетонного покрытия в виде двухслойной монолитной конструкции повышенной жесткости, где нижний слой выполнен в виде ребристой плиты (Веселов А.В. Новая перспективная конструкция дорожной одежды с монолитным ребристым цементобетонным покрытием / А.В. Веселов, В.Д. Корниенко // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. №5-6, 2018. С. 38-41).It is also known to perform a road cement concrete pavement in the form of a two-layer monolithic structure of increased rigidity, where the lower layer is made in the form of a ribbed slab (Veselov A.V. A new promising design of pavement with a monolithic ribbed cement concrete pavement / A.V. Veselov, V.D. Kornienko // Building materials, equipment, technologies of the XXI century. No. 5-6, 2018. P. 38-41).

В предложенной конструкции монолитного цементобетонного покрытия со слоем из ребристой плиты нагрузка от автотранспорта через систему вертикальных ребер будет совместно восприниматься как монолитным цементобетонным слоем покрытия, так и нижележащим слоем основания. При этом жесткость предлагаемой дорожной одежды значительно возрастает и в продольном и поперечном направлениях.In the proposed design of a monolithic cement concrete pavement with a layer of ribbed slab, the load from vehicles through a system of vertical ribs will be jointly perceived by both the monolithic cement concrete pavement layer and the underlying base layer. At the same time, the rigidity of the proposed pavement increases significantly both in the longitudinal and transverse directions.

Использование данного технического предложения позволяет повысить несущую способность многослойного цементобетонного покрытия, однако при этом серьезно усложняется технология его возведения, что снижает эффективность строительства автомобильной дороги.The use of this technical proposal makes it possible to increase the bearing capacity of a multi-layer cement concrete pavement, but at the same time, the technology of its construction is seriously complicated, which reduces the efficiency of the construction of a highway.

Известна также комплексная плита, содержащая несущий и защитный бетонные слои, соединенные между собой выступами - ребрами и арматурными связями (а.с. №4773259, МПК Е04С 2/26, Комплексная плита, 1992 г.).Also known is a complex slab containing a bearing and protective concrete layers interconnected by protrusions - ribs and reinforcing ties (AS No. 4773259, IPC E04C 2/26, Complex slab, 1992).

Однако для данного технического решения недостатками являются пониженная несущая способность, обусловленная низкой трещиностойкостью нижнего слоя комплексной плиты при ее изгибе от действия эксплуатационных нагрузок, в частности динамических, и температурных деформаций нижнего слоя, что особенно необходимо учитывать в случае эксплуатации в суровых природно-климатических условиях строительства. Кроме этого, комплексная плита отличается сложностью конструкции и технологии изготовления, связанными с формованием выступов в виде ребер, а также имеет значительный собственный вес, что, в целом, снижает эффективность ее использования.However, for this technical solution, the disadvantages are the reduced bearing capacity, due to the low crack resistance of the lower layer of the complex slab when it is bent from the action of operational loads, in particular dynamic, and thermal deformations of the lower layer, which especially needs to be taken into account in the case of operation in harsh natural and climatic conditions of construction . In addition, the complex plate is distinguished by the complexity of the design and manufacturing technology associated with the formation of protrusions in the form of ribs, and also has a significant dead weight, which, in general, reduces the efficiency of its use.

Наиболее близким техническим решением является дорожная плита, выполненная в виде сборной плиты, содержащая цементобетонный слой с верхним и нижним слоями из полимеркомпозитных плит, при этом крепление сборной плиты из полимеркомпозитных плит с цементобетонным слоем выполнено при помощи анкерных выпусков в виде анкеров-саморезов со шляпками из нижней и верхней поверхностей сборной плиты, погруженных в тело цементобетонного слоя (RU №2739818, МПК Е01С 5/08, 2020 г.).The closest technical solution is a road slab made in the form of a prefabricated slab containing a cement concrete layer with top and bottom layers of polymer composite slabs, while fastening the prefabricated slab of polymer composite slabs with a cement concrete layer is made using anchor outlets in the form of self-tapping anchors with hats made of the lower and upper surfaces of the prefabricated slab immersed in the body of the cement concrete layer (RU No. 2739818, IPC E01C 5/08, 2020).

Однако для данного технического решения являются повышенная масса плиты и ее материалоемкость. При этом снижается эксплуатационная надежность дорожной плиты, так как повышенная масса плиты приводит к повышению давления на грунтовое основание, что отрицательно сказывается на устойчивости работы дорожного полотна, а в целом, снижается эффективность использования дорожной плиты.However, for this technical solution are the increased mass of the plate and its material consumption. At the same time, the operational reliability of the road slab decreases, since the increased mass of the slab leads to an increase in pressure on the soil base, which negatively affects the stability of the roadway, and in general, the efficiency of the use of the road slab decreases.

В основе настоящего изобретения лежит задача по разработке облегченной дорожной плиты повышенной прочности.The present invention is based on the task of developing a lightweight high strength road slab.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленного изобретения, является снижение массы и материалоемкости дорожной плиты, повышение эксплуатационной надежности дорожной плиты, повышение устойчивости работы дорожного полотна, а также повышение эффективности ее изготовления и использования.The technical result achieved by implementing the claimed invention is to reduce the weight and material consumption of the road slab, increase the operational reliability of the road slab, increase the stability of the roadway, as well as increase the efficiency of its manufacture and use.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что дорожная плита, выполненная в виде сборной плиты, содержащей верхний и нижний слои из полимеркомпозитных плит и бетонный слой, при этом крепление полимеркомпозитных плит с бетонным слоем выполнено анкерами в виде саморезов из нижней и верхней плит, шляпки саморезов погружены в бетонный слой, внутри которого уложена полимеркомпозитная сетка, при этом в бетонном слое размещены полимеркомпозитные полосы с полыми выступами в виде ребер жесткости, расположенные по длине плиты рядами, и закрепленные на внутренних поверхностях нижней и верхней полимеркомпозитных плит навстречу друг другу, причем полимеркомпозитная сетка уложена и закреплена на вершинах полых выступов полимеркомпозитных полос нижней полимеркомпозитной плиты. Кроме того, полимеркомпозитные полосы, закрепленные на верхней плите, выполнены, по крайней мере, одновершинными, а полимеркомпозитные полосы, закрепленные на нижней плите, по крайней мере, двухвершинными, при этом вершина полого выступа одновершинной полосы расположена над промежутками между вершинами, двухвершинных полос.The set task and the specified technical result are achieved by the fact that the road slab, made in the form of a prefabricated slab, containing the upper and lower layers of polymer composite slabs and a concrete layer, while the fastening of polymer composite slabs with a concrete layer is made with anchors in the form of self-tapping screws from the lower and upper slabs, the heads of the screws are immersed in a concrete layer, inside which a polymer composite mesh is laid, while in the concrete layer there are polymer composite strips with hollow ledges in the form of stiffeners, arranged in rows along the length of the slab, and fixed on the inner surfaces of the lower and upper polymer composite slabs towards each other, moreover the polymer composite mesh is laid and fixed on the tops of the hollow protrusions of the polymer composite strips of the lower polymer composite plate. In addition, the polymer composite strips fixed on the top plate are at least single-top, and the polymer-composite strips fixed on the bottom plate are at least two-top, while the top of the hollow protrusion of the single-top strip is located above the gaps between the tops of the two-top strips.

Исполнение дорожной плиты, где в бетонном слое размещены полимеркомпозитные полосы с полыми выступами в виде ребер жесткости, расположенные по длине плиты рядами, и закрепленные на внутренних поверхностях нижней и верхней полимеркомпозитных плит навстречу друг другу, причем полимеркомпозитная сетка уложена и закреплена на вершинах полых выступов полимеркомпозитных полос нижней полимеркомпозитной плиты, позволяет, во-первых, повысить прочность плиты при изгибе, а соответственно и трещиностойкость за счет включения в матрицу бетона ребер жесткости из полимеркомпозитного материала, отличающийся лучшими деформативными свойствами по сравнению с бетоном, который слабо сопротивляется деформациям растяжения при изгибе плиты, отличаясь хрупким поведением в процессе его нагружения, во-вторых, снизить массу дорожной плиты за счет образования полостей в слое из тяжелого бетона полыми выступами-ребрами, а также за счет замены части объема тяжелого бетона объемом более легкого материала полимеркомпозитных полос, что позволяет снизить давление плиты на основание, а также повысить технологичность - использовать краны и грузовой транспорт меньшей грузоподъемности, в-третьих, снизить материалоемкость за счет образования пустот, что позволяет снизить расход бетонной смеси при формовании плиты и, в-четвертых, упростить технологию изготовления путем использования более простой операции сборки готовых полимеркомпозитных плит, сборных полимеркомпозитных полос с полыми выступами - ребрами жесткости и полимеркомпозитной сеткой, а также использовать готовые анкеры-саморезы. В этом случае ускоряется процесс изготовления и снижаются трудозатраты, что, в целом, повышает эффективность изготовления и работы дорожной плиты.Execution of a road slab, where polymer composite strips with hollow protrusions in the form of stiffeners are placed in the concrete layer, arranged in rows along the length of the slab, and fixed on the inner surfaces of the lower and upper polymer composite slabs towards each other, moreover, the polymer composite mesh is laid and fixed on the tops of the hollow protrusions of the polymer composite strips of the lower polymer composite slab, allows, firstly, to increase the flexural strength of the slab, and, accordingly, crack resistance due to the inclusion of stiffeners made of polymer composite material into the concrete matrix, which has better deformation properties compared to concrete, which weakly resists tensile deformations when the slab is bent , characterized by brittle behavior during its loading, and secondly, to reduce the mass of the road slab due to the formation of cavities in the layer of heavy concrete with hollow protrusions-ribs, as well as by replacing part of the volume of heavy concrete with the volume of a lighter material of polymer composite strips, which makes it possible to reduce slab pressure on the base, as well as improve manufacturability - use cranes and trucks of lower carrying capacity, thirdly, reduce material consumption due to the formation of voids, which reduces the consumption of concrete mix when forming the slab and, fourthly, simplify the manufacturing technology by using more a simple operation of assembling ready-made polymer-composite plates, prefabricated polymer-composite strips with hollow protrusions - stiffeners and a polymer-composite mesh, as well as using ready-made self-tapping anchors. In this case, the manufacturing process is accelerated and labor costs are reduced, which, in general, improves the efficiency of manufacturing and operation of the road slab.

Исполнение дорожной плиты, где в бетонном слое размещены полимеркомпозитные полосы с полыми выступами в виде ребер жесткости, расположенные по длине плиты рядами, и закрепленные на внутренних поверхностях нижней и верхней полимеркомпозитных плит навстречу друг другу, причем полимеркомпозитная сетка уложена и закреплена на вершинах полых выступов полимеркомпозитных полос нижней полимеркомпозитной плиты, позволяет добиться более плотного состояния смеси в промежутках между вершинами выпуклостей нижних профильных полос в процессе внедрения верхних выпуклостей в смесь напротив промежутков нижних полос, работая в этом случае как штемпель, что повышает плотность и, соответственно, структурную прочность.Execution of a road slab, where polymer composite strips with hollow protrusions in the form of stiffeners are placed in the concrete layer, arranged in rows along the length of the slab, and fixed on the inner surfaces of the lower and upper polymer composite slabs towards each other, moreover, the polymer composite mesh is laid and fixed on the tops of the hollow protrusions of the polymer composite strips of the lower polymer composite plate, allows to achieve a denser state of the mixture in the intervals between the tops of the bulges of the lower profile strips in the process of introducing the upper bulges into the mixture opposite the intervals of the lower strips, working in this case as a stamp, which increases the density and, accordingly, structural strength.

Дорожная плита поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез сборной дорожной плиты; на фиг. 2 - нижняя полимеркомпозитная сборная плита с полимеркомпозитной сеткой; на фиг. 3 - верхняя полимеркомпозитная сборная плита.The road slab is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a cross section of a prefabricated road slab; in fig. 2 - lower polymer composite prefabricated plate with polymer composite mesh; in fig. 3 - upper polymer composite prefabricated plate.

На фиг. 1 - фиг. 3 обозначено: 1, 2 - верхний и нижний слои из полимеркомпозитных сборных плит соответственно; 3 - профильные полимеркомпозитные полосы - ребра жесткости с одной полой выпуклостью; 4 - профильные полимеркомпозитные полосы - ребра жесткости с двумя полыми выпуклостями; 5 - анкеры - саморезы; 6 - внутренний бетонный слой; 7 - полимеркомпозитная сетка.In FIG. 1 - fig. 3 marked: 1, 2 - upper and lower layers of polymer composite prefabricated boards, respectively; 3 - profile polymer composite strips - stiffeners with one hollow bulge; 4 - profile polymer composite strips - stiffeners with two hollow bulges; 5 - anchors - self-tapping screws; 6 - inner concrete layer; 7 - polymer composite mesh.

Дорожная плита состоит из трех слоев (фиг. 1) - верхнего и нижнего слоев, выполненных из готовых полимеркомпозитных сборных плит 1, 2 (фиг. 2, фиг. 3), на которых закреплены рядами по длине дорожной плиты профильные полимеркомпозитные полосы в виде полых выпуклостей - ребер жесткости 3, 4 с помощью, например саморезов 5, с завинченными в них анкерами-саморезами 6, соединенные с внутренним бетонным слоем 7 выпусками анкеров - саморезов 6, армированным полимеркомпозитной сеткой 8, закрепленной на полых выпуклостях - ребрах жесткости профильных полимеркомпозитных полос 4 (фиг. 1). При этом вершины полых выпуклостей верхних, по крайней мере, одновершинных полимеркомпозитных полос - ребер жесткости 3 расположены над промежутками между вершинами, по крайней мере, двухвершинных нижних профильных полос - ребер жесткости 4.The road slab consists of three layers (Fig. 1) - the upper and lower layers, made of ready-made polymer composite prefabricated slabs 1, 2 (Fig. 2, Fig. 3), on which profiled polymer composite strips in the form of hollow are fixed in rows along the length of the road slab bulges - stiffeners 3, 4 using, for example, self-tapping screws 5, with self-tapping anchors 6 screwed into them, connected to the inner concrete layer 7 with outlets of anchors - self-tapping screws 6, reinforced with a polymer composite mesh 8, fixed on hollow bulges - stiffening ribs of profile polymer composite strips 4 (Fig. 1). At the same time, the tops of the hollow bulges of the upper, at least one-top polymer composite strips - stiffeners 3 are located above the gaps between the tops of at least two-top lower profile strips - stiffeners 4.

Размеры дорожной плиты: толщина слоев, шаг анкеров-саморезов, величина их выпусков и количество полимеркомпозитных полос - ребер жесткости задаются из условий работы плиты и величины воспринимаемой нагрузки.The dimensions of the road slab: the thickness of the layers, the pitch of the self-tapping anchors, the size of their releases and the number of polymer composite strips - stiffeners are set from the operating conditions of the slab and the magnitude of the perceived load.

Дорожную плиту изготавливают и она работает следующим образом.The road plate is made and it works as follows.

Сначала изготавливают две сборные полимерные композитные плиты 1, 2 (фиг. 2, фиг. 3) для верхнего и нижнего слоев дорожной плиты, для чего закрепляют на готовых полимеркомпозитных плитах (например, согласно патенту: полезная модель РФ №152159, 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 профильные полимеркомпозитные полосы в виде полых выпуклостей - ребер жесткости 3, 4 с помощью, например саморезов 5, а также анкеров-саморезов 6 с заданной величиной выпусков (фиг. 2, фиг. 3). При этом на верхней плите закрепляют одновершинные полимеркомпозитные полосы - ребра жесткости 3, а на нижней плите - двухвершинные полимеркомпозитные полосы - ребра жесткости 4 с полимеркомпозитной сеткой 8.First, two prefabricated polymer composite slabs 1, 2 (Fig. 2, Fig. 3) are made for the upper and lower layers of the road slab, for which they are fixed on finished polymer composite slabs (for example, according to the patent: utility model RF No. 152159, Slab "R- Fuel and Energy Complex" of modular pavement for collapsible temporary roads and sites, 2015) with specified dimensions and characteristics of increased chemical resistance, increased strength, increased frost resistance and increased wear resistance, profile polymer composite strips in the form of hollow bulges - stiffeners 3, 4 using, for example self-tapping screws 5, as well as self-tapping anchors 6 with a given value of outlets (Fig. 2, Fig. 3). At the same time, single-top polymer composite strips - stiffeners 3 are fixed on the upper plate, and two-top polymer composite strips - stiffeners 4 with a polymer composite mesh 8 are fixed on the bottom plate.

Формование дорожной плиты начинают с формирования в форме нижнего слоя дорожной плиты, для чего укладывают нижнюю сборную полимеркомпозитную плиту с двухвершинными полимеркомпозитными полосами - ребрами жесткости 3 и полимеркомпозитной сеткой 8 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) анкерами-саморезами 5 вверх. После этого укладывают бетонную смесь и формируют внутренний несущий бетонный слой. При этом для восприятия более значительных нагрузок укладывают сетку 6 (фиг. 1). Затем формируют верхний слой, для чего укладывают подготовленную верхнюю сборную полимерную композитную плиту с одновершинными полимеркомпозитными полосами - ребрами жесткости 4 анкерами-саморезами 5 вниз с полным их погружением во внутренний бетонный слой 7.The molding of the road slab begins with the formation of the lower layer of the road slab, for which the lower prefabricated polymer composite slab is laid with two-top polymer composite strips - stiffeners 3 and a polymer composite mesh 8 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3) with self-tapping anchors 5 upwards . After that, the concrete mixture is laid and the inner bearing concrete layer is formed. At the same time, for the perception of more significant loads, a grid 6 is laid (Fig. 1). Then the top layer is formed, for which the prepared top prefabricated polymer composite slab is laid with single-top polymer composite strips - stiffeners 4 with self-tapping anchors 5 down with their full immersion in the inner concrete layer 7.

После формования дорожной плиты выполняют тепловую обработку до достижения изделием распалубочной прочности.After molding the road slab, heat treatment is performed until the product reaches the stripping strength.

Готовую дорожную плиту монтируют на стройплощадке согласно техническим нормам.The finished road slab is mounted on the construction site in accordance with technical standards.

При приложении нагрузки на дорожную плиту, изготовленную с верхним и нижним слоями из сборных полимерных композитных плит, усиленных полимеркомпозитными полосами - полыми ребрами жесткости и 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 на изгиб полимеркомпозитных полос - полых ребер жесткости верхней и нижней сборной полимеркомпозитных плит, полимеркомпозитной сетки, закрепленной на нижней полимеркомпозитной плите, а также работы на срез шляпок и части винтовой нарезки анкеров-саморезов в бетонном слое. При приложении нагрузки все три компонента сборной дорожной плиты будут совместно сопротивляться деформациям бетона, что позволяет предотвратить развитие микротрещин, соответственно, повысить трещиностойкость за счет повышенной ее прочности, что, в целом, повышает ее эксплуатационные свойства.When a load is applied to a road slab made with top and bottom layers of prefabricated polymer composite slabs reinforced with polymer composite strips - hollow stiffeners and connected by self-tapping anchors to an internal concrete layer, it will work 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 bending work of the polymer composite strips - hollow stiffeners of the upper and lower prefabricated polymer composite slabs, the polymer composite mesh fixed on the lower polymer composite slab, as well as the shearing of the caps and part of the screw thread of the anchors - self-tapping screws in the concrete layer. When a load is applied, all three components of the prefabricated road slab will jointly resist concrete deformations, which makes it possible to prevent the development of microcracks, respectively, to increase crack resistance due to its increased strength, which, in general, increases its operational properties.

Улучшенные эксплуатационные свойства и меньшая масса дорожной плиты позволяют рекомендовать ее к использованию при устройстве временных вертолетных площадок, дорог и аэродромов, где сложно доставлять строительные материалы и изделия в сложных природно-климатических условиях строительства. Эффективность:Improved operational properties and a smaller mass of the road slab make it possible to recommend it for use in the construction of temporary helipads, roads and airfields, where it is difficult to deliver building materials and products in difficult natural and climatic conditions of construction. Efficiency:

- снижение массы за счет образования полостей в бетонном слое полимеркомпозитными полосами - полыми ребрами жесткости;- weight reduction due to the formation of cavities in the concrete layer by polymer composite strips - hollow stiffeners;

- использование подъемно-транспортных средств меньшей грузоподъемности и мощности;- use of hoisting-and-transport vehicles of smaller carrying capacity and power;

- снижение материалоемкости за счет меньшего использования бетонной смеси при образовании полостей полимеркомпозитными полосами в бетонном слое;- reduction of material consumption due to less use of the concrete mix during the formation of cavities by polymer composite strips in the concrete layer;

- повышение прочности на изгиб за счет ребер жесткости, образованные полимеркомпозитными полосами - полыми ребрами жесткости, а также совместной работы ребер и сетки;- increase in bending strength due to stiffening ribs formed by polymer composite strips - hollow stiffening ribs, as well as joint work of ribs and mesh;

- упрощение технологии за счет отказа от фиксации полимеркомпозитных полос - полых ребер жесткости и сетки относительно формы в процессе формования плиты при использовании их в сборном виде;- simplification of technology due to the refusal to fix polymer composite strips - hollow stiffeners and mesh relative to the shape in the process of molding the plate when using them in a prefabricated form;

- повышение срока службы и в снижение затрат на межремонтный период эксплуатации разработанных сборных дорожных плит обеспечивает экономическую эффективность их использования.- increasing the service life and reducing the cost of the overhaul period of operation of the developed prefabricated road slabs ensures the economic efficiency of their use.

Для обоснования работоспособности предлагаемого технического решения - сборной дорожной плиты с улучшенными эксплуатационными свойствами были выполнены модельные лабораторные испытания.To substantiate the performance of the proposed technical solution - a prefabricated road slab with improved performance properties, model laboratory tests were performed.

Для этого изготавливали модели дорожных плит - стандартные балочки 40×30×160 мм, как чисто бетонные, так и сборные трехслойные облегченные балочки с наружными слоями из полимеркомпозитных пластин. Нижний и верхний полимеркомпозитные слои выполняли из стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой с получением полимеркомпозитных пластин толщиной 5 мм. При этом для прочного соединения наружных слоев балочки с внутренним бетонным слоем в них завинчивали 6 анкеров-саморезов диаметром 3,5 мм с выпусками на величину 10 мм с получением сборной полимерной композитной пластины. Для снижения массы балочки и повышения ее прочности на изгиб на готовых полимеркомпозитных пластинах закрепляли с помощью клея полимеркомпозитные полосы в виде полых выпуклостей - ребер жесткости, вырезанных из профильного материала, высотой выпуклостей 6 мм с шагом 10 мм. При этом на верхней полимеркомпозитной пластине закрепляли двухвершинные полимеркомпозитные полосы - ребра жесткости, а на нижней пластине - трехвершинные полимеркомпозитные полосы - ребра жесткости.For this, models of road slabs were made - standard beams 40 × 30 × 160 mm, both purely concrete and prefabricated three-layer lightweight beams with outer layers of polymer composite plates. The lower and upper polymer composite layers were made of fiberglass impregnated with epoxy resin to obtain polymer composite plates 5 mm thick. At the same time, for a strong connection of the outer layers of the beam with the inner concrete layer, 6 self-tapping anchors with a diameter of 3.5 mm were screwed into them with outlets of 10 mm to obtain a prefabricated polymer composite plate. To reduce the mass of the beam and increase its bending strength, polymer composite strips in the form of hollow bulges - stiffening ribs cut from the profile material, 6 mm high in 10 mm increments, were fixed on the finished polymer composite plates with glue. At the same time, two-vertex polymer-composite strips - stiffeners - were fixed on the upper polymer-composite plate, and three-vertex polymer-composite strips - stiffeners - were fixed on the lower plate.

Технологические операции по формованию сборных балочек осуществляли в следующей последовательности. Сначала в форме укладывали нижнюю сборную полимеркомпозитную пластину с трехвершинными полимеркомпозитными полосами - ребра жесткости и выпусками со шляпками анкеров-саморезов вверх, образуя нижний слой, затем укладывали бетонную смесь толщиной 20 мм, после чего устанавливали верхнюю сборную полимерную композитную пластину вершинами двухвершинных полимеркомпозитных полос с полыми ребрами жесткости и выпусками со шляпками анкеров-саморезов вниз путем их вдавливания в бетонный слой, образуя трехслойную конструкцию сборной балочки.Technological operations for molding prefabricated beams were carried out in the following sequence. First, the lower prefabricated polymer composite plate with three-vertex polymer composite strips was laid in the form - stiffeners and outlets with caps of self-tapping anchors upwards, forming the lower layer, then a concrete mixture 20 mm thick was laid, after which the upper prefabricated polymer composite plate was installed with the tops of two-vertex polymer composite strips with hollow stiffening ribs and outlets with self-tapping anchor heads down by pressing them into the concrete layer, forming a three-layer prefabricated beam structure.

В процессе формования балочки ребра жесткости и выпуски со шляпками анкеров - саморезов сборных полимеркомпозитных пластин (верхней и нижней) фиксировали во внутреннем бетонном слое. После твердения бетона ребра жесткости и анкеры-саморезы прочно закрепляли во внутреннем бетонном слое, за счет работы которых и происходило надежное соединение наружных полимерных композитных слоев балочки с бетонным слоем и повышенная сопротивляемость при ее работе на изгиб.In the process of forming the beam, the stiffening ribs and outlets with anchor caps - self-tapping screws of prefabricated polymer composite plates (upper and lower) were fixed in the inner concrete layer. After hardening of the concrete, the stiffening ribs and self-tapping anchors were firmly fixed in the inner concrete layer, due to which the outer polymer composite layers of the beam were reliably connected to the concrete layer and increased resistance during bending.

Для изготовления балочек использовали цементо-песчаную смесь в соотношении 1:3. Песок использовали карьерный, средней крупности, вяжущее - портландцемент М500. Водоцементное отношение задавали 0,5. Изготавливали как чисто бетонные, так и сборные облегченные балочки с отверстиями в бетонном слое. Балочки формовали на виброплощадке с вертикально направленными колебаниями с последующей тепловой обработкой в пропарочной камере.For the manufacture of beams, a cement-sand mixture was used in a ratio of 1:3. Sand was used quarry, medium size, binder - Portland cement M500. The water-cement ratio was set to 0.5. Both purely concrete and prefabricated lightweight beams with holes in the concrete layer were made. The beams were molded on a vibrating platform with vertical vibrations, followed by heat treatment in a steaming chamber.

Испытания на изгиб чисто бетонных и сборных облегченных балочек выполняли на испытательной машине МИИ-100.Bending tests of purely concrete and prefabricated lightweight beams were performed on a MII-100 testing machine.

В процессе испытаний было зафиксировано хрупкое разрушение чисто бетонных балочек. Однако при испытании сборных облегченных балочек, усиленных слоями из готовых сборных полимерных композитных пластин с полимеркомпозитными полосами в виде полых выпуклостей - ребер жесткости, явного хрупкого разрушения не наблюдалось.During the tests, brittle fracture of purely concrete beams was recorded. However, when testing prefabricated lightweight beams reinforced with layers of prefabricated polymer composite plates with polymer composite strips in the form of hollow bulges - stiffeners, no obvious brittle fracture was observed.

Учитывая полученные положительные результаты испытаний облегченных бетонных балочек, усиленных наружными слоями из сборных полимеркомпозитных пластин с полимеркомпозитными полосами в виде полых выпуклостей - ребер жесткости, можно сделать вывод, что использование предлагаемой конструкции сборной облегченной дорожной плиты позволит повысить эксплуатационную надежность работы дорожной плиты, а также снизить нагрузку на основание, что особенно важно в случае ее применения в сложных природно-климатических условиях строительства и учитывая проблемы доставки материалов. При этом используемые формы для изготовления дорожных плит остаются прежними.Taking into account the obtained positive test results of lightweight concrete beams reinforced with outer layers of prefabricated polymer composite plates with polymer composite strips in the form of hollow bulges - stiffeners, it can be concluded that the use of the proposed design of a prefabricated lightweight road slab will increase the operational reliability of the road slab, as well as reduce load on the base, which is especially important when it is used in difficult natural and climatic conditions of construction and taking into account the problems of delivery of materials. At the same time, the molds used for the manufacture of road slabs remain the same.

Дорожная плита была изготовлена в виде модели и испытана в строительной лаборатории кафедры ПСК ТвГТУ и показала повышенные прочностные характеристики при меньшей массе, а также возможность изготовления дорожной плиты с улучшенными эксплуатационными свойствами в заводских условиях.The road slab was made in the form of a model and tested in the construction laboratory of the PSK department of TvSTU and showed increased strength characteristics with less weight, as well as the possibility of manufacturing a road slab with improved operational properties in the factory.

Claims

1. A road slab made in the form of a prefabricated slab containing the upper and lower layers of polymer composite slabs and a concrete layer, while the polymer composite slabs with a concrete layer are fastened with anchors in the form of self-tapping screws from the lower and upper slabs, the heads of the self-tapping screws are immersed in the concrete layer, inside of which a polymer composite mesh is laid, characterized in that polymer composite strips with hollow ledges in the form of stiffeners are placed in the concrete layer, arranged in rows along the length of the slab, and fixed on the inner surfaces of the lower and upper polymer composite slabs towards each other, moreover, the polymer composite mesh is laid and fixed on tops of hollow protrusions of polymer composite strips of the lower polymer composite plate.

2. The road slab according to claim 1, characterized in that the polymer composite strips fixed on the top plate are made at least one-top, and the polymer-composite strips fixed on the bottom plate are at least two-top, while the top of the hollow protrusion is one-top the strip is located above the gaps between the tops of the two-top strips.