RU2124089C1

RU2124089C1 - Road pavement

Info

Publication number: RU2124089C1
Application number: RU96115994A
Authority: RU
Inventors: Валерий Гаянович Ильясов; Михаил Николаевич Назаров; Радик Ауфатович Давлетов; Александр Иванович Фокин; Наиль Тимерзянович Сулейманов; Амир Насибуллович Ханнанов
Original assignee: Валерий Гаянович Ильясов; Михаил Николаевич Назаров; Радик Ауфатович Давлетов; Александр Иванович Фокин; Наиль Тимерзянович Сулейманов; Амир Насибуллович Ханнанов
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-12-27

Abstract

FIELD: road-building technology. SUBSTANCE: this can be used in construction of highways, runways in airfields, sporting grounds, etc. Road pavement has reinforced layer, screen made of glass fibre with thread woven fabric which is laid equidistantly as to surface of pavement. Direction of fabric thread weaving coincides with direction of moving vehicles. Dimensions of screen openings are selected proceeding from following relation 1 ≤ a/b ≤ 2, where a - dimension of screen opening side coinciding with direction of traffic, b - dimension of screen opening side which is perpendicular to direction of traffic. In this case dimension of screen opening a ≤ c,, where c - maximal length of contact pattern between surface of road pavement and tyre of vehicle wheel in direction which is perpendicular to wheel axle. Aforesaid road pavement is comparatively inexpensive to build, is very effective in exploitation and can be widely accepted. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства дорог и может быть использовано при строительстве автомобильных шоссе, взлетно-посадочных полос на аэродромах, спортивных площадок и т.п. The invention relates to the field of road construction and can be used in the construction of highways, runways at airfields, sports grounds, etc.

В настоящее время в связи с увеличением интенсивности дорожного движения актуальной становится проблема, связанная с повышением эксплуатационных качеств, в частности несущей способности дорожного покрытия и его надежности. Есть множество методов укрепления дорожного покрытия. Так, например, в материал дорожного покрытия добавляют связующие из цемента, различные минеральные компоненты с заданным размером частиц и объемом (заявка РФ на изобретение N 93034453/33, кл. E 01 C 23/06, БИ N 31, 1995). Currently, in connection with an increase in traffic intensity, the problem of improving operational performance, in particular, the bearing capacity of the road surface and its reliability, is becoming urgent. There are many methods to strengthen the road surface. So, for example, cement binders, various mineral components with a given particle size and volume are added to the road surface material (RF application for invention No. 93034453/33, class E 01 C 23/06, BI No. 31, 1995).

Используют арматурные элементы, которые закрепляются в дорожном покрытии посредством свай /Патент РФ N 2027822, кл. E 01 C 5/00, 9/00, БИ N 3, 1995/. Для укрепления дорожного покрытия используют даже естественные сезонные материалы, такие как снег и лед /Заявка РФ на изобретение N 93028252/33, кл. E 01 C 9/08, 3/06, БИ N 22, 1995/. Use reinforcing elements that are fixed in the road surface by means of piles / RF Patent N 2027822, class. E 01 C 5/00, 9/00, BI N 3, 1995 /. To strengthen the pavement, even natural seasonal materials are used, such as snow and ice / RF application for invention N 93028252/33, class. E 01 C 9/08, 3/06, BI N 22, 1995 /.

За прототип предлагаемого решения принято дорожное покрытие, армированное кольцами, выполненными в виде корпуса с зубьями. Кольца могут быть изготовлены из металла или пластмасс, иметь в поперечном сечении прямоугольник или овал, или полуовал, или ромб с острыми или притупленными вершинами. Внутренний размер кольца может быть меньше или равен ширине колеса транспортного средства. Кольца могут быть вдавлены в грунт, либо промежутки между ними могут быть заполнены различными вариантами заполнителей дорожных покрытий, чаще всего асфальтом (Заявка РФ на изобретение N 94005921/33, кл. E 01 C 9/00, 5/18, БИ N 29, 1995). For the prototype of the proposed solutions adopted pavement reinforced with rings made in the form of a housing with teeth. Rings can be made of metal or plastic, have a cross-section in a rectangle or oval, or semi-oval, or a rhombus with sharp or dull peaks. The inner ring size may be less than or equal to the width of the vehicle wheel. Rings can be pressed into the ground, or the gaps between them can be filled with various options for aggregates of road surfaces, most often asphalt (RF Application for the invention N 94005921/33, CL E 01 C 9/00, 5/18, BI N 29, 1995).

Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств дорожного покрытия за счет его укрепления армирующими элементами при упрощении и удешевлении конструкции покрытия. Задачей изобретения является также повышение эффективности укрепления дорожного покрытия. The aim of the invention is to improve the performance of the road surface by strengthening it with reinforcing elements while simplifying and reducing the cost of the pavement structure. The objective of the invention is also to increase the effectiveness of strengthening the pavement.

Поставленная задача решается посредством дорожного покрытия, содержащего армированный слой, в котором в отличие от известных использована сетка из стекловолокна нитепрошивная, уложенная эквидистантно поверхности покрытия, направление прошивки полотна совпадает с направлением транспортных средств, а размеры ячеек сетки выбраны исходя из соотношения
I≤a/b ≤2, (1)
где
a - размер стороны ячейки, совпадающей с направлением движения;
b - размер стороны ячейки, перпендикулярной направлению движения,
при этом размер ячейки a≤c(2), где c - максимальная длина пятна контакта между поверхностью дорожного покрытия и шиной колеса транспортного средства в направлении, перпендикулярном оси колеса. Рекомендуется соотношение между сторонами ячейки сетки
a/b=1
Рекомендуется также выбирать a=0,3 - 0,8 c, кроме того, рекомендуется площадь ячейки выбирать в пределах S_я=3,0 - 12,5 см².The problem is solved by means of a pavement containing a reinforced layer, in which, unlike the known ones, a fiberglass mesh was used that was stitched equidistantly to the surface of the coating, the direction of flashing the web coincides with the direction of the vehicles, and the mesh cell sizes are selected based on the ratio
I≤a / b ≤2, (1)
Where
a is the size of the side of the cell coinciding with the direction of movement;
b is the size of the side of the cell perpendicular to the direction of movement,
wherein the cell size is a≤c (2), where c is the maximum length of the contact spot between the surface of the road surface and the tire of the vehicle wheel in a direction perpendicular to the axis of the wheel. The ratio between the sides of the mesh cell is recommended.
a / b = 1
It is also recommended to choose a = 0.3 - 0.8 s, in addition, it is recommended to select the area of the cell within S _i = 3.0 - 12.5 cm ² .

Сущность предлагаемого решения заключается в том, что благодаря использованию сетки из стекловолокна, с соблюдением указанных соотношений размеров ячеек сетки, в дорожном покрытии образуется монолитный слой, обладающий значительной несущей способностью и плотностью, практически неразрушаемый колесами автотранспорта и одновременно сохраняющий амортизирующие свойства. Монолитность слоя обеспечивается высокой адгезией между стекловолокном и битумными материалами, а также нефтяным гудраном, входящим в состав практически всех дорожных покрытий. Монолитность слоя обеспечивается также за счет соотношения (1). При таких условиях достигается равнопрочность сетки как при воздействии сдвиговых, так и растягивающих деформирующих усилий. Соотношение выбрано на основе экспериментальных данных и теоретических кривых, известных из теории композитных материалов (Тканые конструкционные композиты, под редакцией Т. -В. Чу и Ф. Ко, перевод с английского. - М.: Мир, 1991). Согласно последним при нагружении ткани композита растягивающими напряжениями ее относительное удлинение в направлении основы меньше, чем в направлении утка, отсюда возможность выполнения длины ячейки сетки "a" больше ее ширины "b". Однако дорожное покрытие подвержено в основном одноосному растягивающему напряжению в направлении движения, поэтому необходимым является укрепление покрытия именно в этом направлении, для чего полотно сетки выполнено нитепрошивным и направление прошивки совпадает с направлением движения транспортных средств. Если требуется дальнейшее упрочнение дорожного покрытия, другими словами большая анизотропия свойств дорожного покрытия, в направлении движения транспортного средства, например, при изготовлении взлетно-посадочных полос рекомендуется выполнять a=b. Для сохранения амортизирующих свойств покрытия выполняются условия (2) a≤c, т.е. размер стороны ячейки сетки в направлении движения транспортного средства должен быть равен или незначительно меньше длины пятна контакта между поверхностью дорожного покрытия и шиной колеса транспортного средства в направлении, перпендикулярном оси колеса. Ширина пятна контакта зависит от ширины шины колеса автомобиля, она значительно больше вышеупомянутой длины контакта, рекомендуемое соотношение 0,3 - 0,8 c. Рекомендуемая площадь ячейки S_я выбрана на основе эксперимента с учетом обоих соотношений (1,2), а также с учетом размеров частиц составляющих асфальта (гравия, щебенки).The essence of the proposed solution lies in the fact that due to the use of fiberglass mesh, in compliance with the indicated size ratios of mesh cells, a monolithic layer is formed in the road surface, which has significant bearing capacity and density, is practically indestructible by the wheels of vehicles and at the same time preserves the shock-absorbing properties. The monolithicity of the layer is ensured by high adhesion between fiberglass and bituminous materials, as well as oil tint, which is part of almost all road surfaces. The monolithicity of the layer is also ensured by relation (1). Under such conditions, equal strength of the mesh is achieved both under the action of shear and tensile deforming forces. The ratio is selected on the basis of experimental data and theoretical curves known from the theory of composite materials (Woven structural composites, edited by T.-V. Chu and F. Co, translated from English. - M .: Mir, 1991). According to the latter, when loading the composite fabric with tensile stresses, its relative elongation in the direction of the warp is less than in the direction of the weft, hence the possibility of making the mesh cell length "a" greater than its width "b". However, the road surface is mainly subject to uniaxial tensile stress in the direction of movement, so it is necessary to strengthen the coating in this direction, for which the mesh web is thread-sewn and the direction of the firmware coincides with the direction of movement of the vehicles. If further hardening of the pavement is required, in other words, a large anisotropy of the properties of the pavement in the direction of vehicle movement, for example, in the manufacture of runways, it is recommended that a = b. To preserve the cushioning properties of the coating, conditions (2) a≤c are satisfied, i.e. the size of the side of the mesh cell in the direction of vehicle movement should be equal to or slightly less than the length of the contact spot between the surface of the road surface and the tire of the vehicle wheel in the direction perpendicular to the axis of the wheel. The width of the contact spot depends on the width of the tire of the car wheel, it is much larger than the above contact length, the recommended ratio is 0.3 - 0.8 s. The recommended area of the cell S _{I was} selected on the basis of the experiment taking into account both relations (1.2), as well as taking into account the particle sizes of the components of asphalt (gravel, gravel).

На фиг. 1 показана сетка, общий вид в плане, в натуральную величину:
а) для покрытия шоссе;
б) для покрытия взлетно-посадочных полос.In FIG. 1 shows a grid, a general view in plan, in full size:
a) to cover the highway;
b) to cover the runways.

Поз. а) (см. фиг. 1) показана нить основы сетки, 2 - нить утка сетки, 3 - прошивная нить. Pos. a) (see Fig. 1) shows the warp thread, 2 - the weft of the net, 3 - piercing thread.

Размеры сторон сетки для покрытия шоссе:
a = 2 см
b = 1,5 см
S = 3 см²
Поз. б) Размеры сторон сетки для покрытия взлетно-посадочных полос:
a = 3 см
b = 3 см
S = 12,5 см²
Сетка вырабатывается из ровинго в линейной плотности 2520 - 6300 текс в основе и утке. Для прошива используется крученая или некрученая комплексная нить линейной плотности 52-104 текс. Плотность (число нитей) на 10 см по основе и утку соответственно 4 и 2 - 4. Сетка поставляется в рулонах длиной по согласованию с потребителем.The dimensions of the sides of the grid for covering the highway:
a = 2 cm
b = 1.5 cm
S = 3 cm ²
Pos. b) The dimensions of the sides of the grid to cover the runways:
a = 3 cm
b = 3 cm
S = 12.5 cm ²
The mesh is produced from roving in a linear density of 2520 - 6300 tex in the warp and weft. For firmware, twisted or non-twisted multifilament yarn of linear density 52-104 tex is used. The density (number of threads) per 10 cm on the warp and weft is 4 and 2 - 4, respectively. The net is supplied in rolls of length as agreed with the consumer.

Предлагаемое дорожное покрытие было опробировано на участке шоссе длиной 500 м. Сетка была уложена эквидистантно поверхности дорожного покрытия, т.е. полностью повторяла рельеф последнего. Направление прошивки сетки совпадало с направлением движения транспортных средств. Указанный участок подвергался испытанию путем приложения рабочих нагрузок (движения транспорта). Далее делалась попытка разрушить покрытие на некотором отрезке этого участка. Для сравнения разрушению подвергся небольшой участок дороги, покрытый асфальтом без использования армирующего слоя. Срок эксплуатации обоих участков был выбран одинаковым. Усилия, которые понадобились для разрушения укрепленного участка дороги, оказались на один, два порядка выше. Предлагаемое дорожное покрытие сравнительно дешево, обладает высокой эффективностью и может быть широко реализовано при строительстве дорог. The proposed pavement was tested on a 500 m highway section. The grid was laid equidistantly to the surface of the pavement, i.e. completely repeated the relief of the latter. The direction of the mesh firmware coincided with the direction of movement of the vehicles. The specified area was tested by applying workloads (traffic). Then an attempt was made to destroy the coating on a certain segment of this section. For comparison, a small section of the road covered with asphalt without using a reinforcing layer was destroyed. The life of both sites was chosen the same. The efforts that were needed to destroy the fortified section of the road turned out to be one, two orders of magnitude higher. The proposed pavement is relatively cheap, has high efficiency and can be widely implemented in road construction.

Источники информации. Sources of information.

1. Заявка РФ на изобретение N 93034453/33, кл.В 01 C 23/06, БИ N 31, 1995. 1. The application of the Russian Federation for the invention N 93034453/33, CL B 01 C 23/06, BI N 31, 1995.

2. Патент РФ N 2027822, кл. E 01 C 5/00, 9/00, БИ N 3, 1995. 2. RF patent N 2027822, cl. E 01 C 5/00, 9/00, BI N 3, 1995.

3. Заявка РФ на изобретение N 93028252/33, кл. Е 01 C 9/08, 3/06, БИ N 22, 1995. 3. RF application for the invention N 93028252/33, class. E 01 C 9/08, 3/06, BI N 22, 1995.

4. Заявка РФ на изобретение N 94005921/33, кл. E 01 C 3/00, 5/18, БИ N 29, 1995. 4. RF application for the invention N 94005921/33, cl. E 01 C 3/00, 5/18, BI N 29, 1995.

5. Тканые конструкционные композиты, под редакцией Т.-В.Чу и Ф.Ко. Перевод с английского. - М.: Мир, 1991. 5. Woven structural composites, edited by T.-V.Chu and F.Ko. Translation from English. - M.: Mir, 1991.

Claims

1. A pavement containing a reinforced layer, characterized in that it uses a fiberglass mesh, stitched equidistantly to the surface of the coating, the direction of laying the mesh coincides with the direction of movement of the vehicles, and the mesh cell sizes are selected based on the ratio
1 ≤ a / b ≤ 2,
where a is the size of the side of the cell, coinciding with the direction of motion;
in - the size of the side of the cell perpendicular to the direction of movement,
wherein the cell size is a≤c, where c is the maximum length of the contact spot between the surface of the road surface and the tire of the vehicle wheel in the direction perpendicular to the axis of the wheel.

2. The road surface according to claim 1, characterized in that a = 0.3 - 0.8 s.

3. The road surface according to claim 1, characterized in that a / c = 1.

4. The road surface according to claim 1, characterized in that the grid cell area S _i = 3.0 - 12.5 cm ² .