Дорожный элемент и способ укладки и ремонта дорожных покрытий с его использованием

 

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к дорожному покрытию, собираемому из отдельных готовых блоков. Дорожный элемент выполнен в виде твердого блока из полимербетона, в качестве связующего которого используются модифицированные продукты пиролиза твердых горючих ископаемых, содержащие эпокси-, гидроксильные, карбонильные и карбоксильные функциональные группы, с содержанием фенолов и алкилфенолов 5-50 мас.%, и содержащего наполнитель с фрикционными свойствами. Новым является то, что в связующее входят жидкие отходы нефтепереработки до 30 мас.%, в качестве которых можно использовать нефтяной шлам. Способ укладки и ремонта дорожных покрытий с помощью отдельных предварительно изготовленных блоков из полимербетона предусматривает установку в дорожное покрытие блока, связующее которого еще не отвердело до состояния отлипа. Тогда соединение поверхностей установленного блока с поверхностями соседних блоков, и/или дорожной подушки, и/или покрытия дороги осуществляется за счет адгезии и последующего отверждения связующего. Технический результат: повышение технологичности и долговечности, уменьшение стоимости дорожного покрытия из отдельных элементов. 2 с. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к дорожному покрытию, собираемому из отдельных готовых блоков.

Известны дорожные элементы в виде взаимосоединяющихся твердых блоков из композиционного материала, в состав которого наряду с асфальтом входит полиэтилен или фенолформальдегидная смола и эластомерный материал [1]. Согласно изобретению в качестве эластомерного материала могут использоваться измельченные отработанные автомобильные покрышки. Известный элемент имеет высокую стоимость, т. к. фенолформальдегидная смола - целевой дорогостоящий продукт, или небольшую долговечность, т.к. полиэтилен является питательной средой многих бактерий и подвержен старению.

Известен строительный элемент для дорожного покрытия в виде твердой плиты из полимербетона, армированной по всей массе древесной щепой, а в верхнем и нижнем слоях - стеклосеткой [2]. Внутри элемента размещен армирующий многослойный каркас из досок, брусьев или их комбинаций. Для соединения строительных элементов между собой при установке на боковых и торцевых гранях выполнены клиновидные выступы и пазы. Известный элемент недостаточно надежен и долговечен, т.к. древесина не отвечает необходимым требованиям при воздействии плесени, агрессивных сред, динамических нагрузок.

В качестве прототипа выбран строительный элемент, который может использоваться для дорожного покрытия, представляющий собой твердый блок из полимербетона, в качестве связующего которого используются модифицированные продукты пиролиза твердых горючих ископаемых, содержащие эпокси-, гидроксильные, карбонильные и карбоксильные функциональные группы с содержанием фенолов и алкилфенолов 5-50 маc.%, содержащего наполнитель с фрикционными свойствами, например измельченные отработанные автомобильные покрышки [3]. Связующее отверждается гомополиконденсацией при взаимодействии с кислородом. Элемент содержит стеклонаполнитель в виде стеклоткани, которая может выступать за края элемента. В качестве порошкового наполнителя могут использоваться оксиды металлов или неметаллов в дисперсной форме. При установке элементов они могут скрепляться между собой с помощью связующего. Известный элемент обладает недостаточной морозоустойчивостью и технологичностью при использовании для дорожного покрытия.

Решаемые задачи - повышение технологичности и долговечности, уменьшение стоимости дорожного покрытия из отдельных элементов.

Предлагаемый дорожный элемент выполнен в виде твердого блока из полимербетона, в качестве связующего которого используются модифицированные продукты пиролиза твердых горючих ископаемых, содержащие эпокси-, гидроксильные, карбонильные и карбоксильные функциональные группы, с содержанием фенолов и алкилфенолов 5-50 маc. %, и содержащего наполнитель с фрикционными свойствами. Новым является то, что с целью достижения противоморозного эффекта и модификации продуктов пиролиза, в связующее входят жидкие отходы нефтепереработки до 30 мас.%, в качестве которых лучше использовать нефтяной шлам, имеющий температуру застывания не выше - 40^oС, плотность при температуре 20^oС не более 0,88 г/см³ и условную вязкость при температуре 50^oС не более 1,5 сек.

Лучше использовать продукт пиролиза твердых горючих ископаемых и/или его температурную фракцию с содержанием гидроксильных групп до 4,50 мг-экв/г, а карбонильных групп до 1,90 мг-экв/г, например, продукты пиролиза углей, содержащих биохимически устойчивые компоненты, преимущественно смолы.

Наполнитель с фрикционными свойствами, например резиновая крошка, может содержаться только в верхнем слое элемента. Возможно использование измельченных отработанных автомобильных покрышек.

Боковая поверхность элемента может иметь фигурную форму, соответствующую форме боковой поверхности соседнего элемента дорожного покрытия.

Лучше так подбирать состав связующего, чтобы оно могло отверждаться гомополиконденсацией, в этом случае до установки лучше покрыть боковые и/или нижнюю поверхности элемента съемной пленкой из воздухонепроницаемого материала.

Элемент может содержать порошковый и/или кусковой, и/или волокнистый, и/или листовой наполнитель. В качестве порошкового наполнителя могут использоваться оксиды металлов и/или неметаллов в дисперсной форме, в частности оксиды-красители. Возможен вариант исполнения, когда верхний слой элемента содержит оксиды-красители в местах, соответствующих дорожной разметке поверхности места дорожного покрытия, для установки в которое предназначен элемент. В качестве листового наполнителя может использоваться стеклоткань, в том числе несколько ее слоев, причем стеклоткань может выступать за края элемента.

Способ укладки и ремонта дорожных покрытий с помощью отдельных предварительно изготовленных блоков из полимербетона предусматривает установку в дорожное покрытие блока, связующее которого еще не отвердело до состояния отлипа. Тогда соединение поверхностей установленного блока с поверхностями соседних блоков и/или дорожной подушки, и/или покрытия дороги осуществляется за счет адгезии и последующего отверждения связующего.

Поверхности предварительно изготовленного блока, связующее которого отверждается гомополиконденсацией за счет кислорода воздуха и еще не отвердело до состояния отлипа, можно покрыть воздухонепроницаемым материалом, который снимается с этих поверхностей непосредственно перед установкой блока в дорожное покрытие.

На верхнюю поверхность блока можно предварительно нанести элементы дорожной разметки места дорожного покрытия, для установки в которое предназначен блок. После установки блока в дорожное покрытие к его верхней поверхности лучше приложить усилие, направленное вниз, с давлением до 0,3 МПа, причем усилие лучше прикладывать таким образом, чтобы обеспечить требуемый дорожный уклон.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен поперечный разрез блока дорожного покрытия с поднутренными боковыми поверхностями, на фиг.2 - поперечный разрез блока с выпусками стеклоткани, на фиг.3 - вид блока сверху.

Предлагаемый блок дорожного покрытия выполнен двухслойным из полимербетона. Верхний слой 1 армирован слоями стеклоткани 2 и включает крошку 3 из измельченных отработанных автомобильных покрышек (размером до 5 мм). Нижний слой 4 содержит кусковой наполнитель 5 (щебень, керамзит, отработанный асфальт), а также может содержать металлическую арматуру и песок. По периметру блока могут быть предусмотрены выпуски стеклоткани 2 в виде стеклополимерных анкерных пластин 6 для герметичного соединения с другими, рядом расположенными строительными элементами. Анкерные пластины 6 пропитаны тем же связующим.

В качестве связующего используется смесь отходов производства - смолы пиролиза каменных углей и нефтяного шлама при соотношении компонентов 7-10: 0-3 маc. ч. и следующего состава, мас.%: фенолы и алкилфенолы - до 50; нейтральные соединения - до 95. Лучше использовать смолу пиролиза резинитовых углей с содержанием гидроксильных групп до 4,50 мг-экв/г, а карбонильных групп до 1,90 мг-экв/г, и нефтяной шлам, имеющий температуру застывания не выше - 40^oС, плотность при температуре 20^oС не более 0,88 г/см³ и условную вязкость при температуре 50^oС не более 1,5 сек. Смесь предварительно модифицируют путем термической обработки в присутствии до 1 мас.% аминного соединения, например гексаметилентетрамина. Отверждение полученного связующего происходит за счет гомополиконденсации при взаимодействии с кислородом воздуха. Отвердевшее связующее имеет глубокий черный цвет. Для придания поверхности блока определенного цвета в связующее слоя 1 вводится соответствующий мелкодисперсный пигмент, например, красно-коричневый - сурик свинцовый; синий - лазурь железная; зеленый - оксид хрома. На поверхность блоков предварительно могут быть нанесены элементы дорожной разметки 8, путем введения в соответствующие участки связующего слоя 1 мелкодисперсного пигмента соответствующего цвета, например, белый - диоксид титана, желтый - крон свинцовый желтый (лимонный). Боковые и нижние поверхности предварительно изготовленных блоков могут быть покрыты полиэтиленовой пленкой 7, предотвращающей гомополиконденсацию. Пленка снимается непосредственно перед установкой блока. После установки блока в необходимый участок дороги, к его верхней поверхности прикладывают кратковременное усилие с давлением до 0,3 МПа для формирования необходимого дорожного уклона и лучшей адгезии связующего блока с соседними поверхностями. Дорожное покрытие может использоваться после отверждения связующего (около 24 час.).

Источники информации 1. Заявка РФ 94035745, 1996.

2. Патент РФ 2117119, 1998.

3. Полезная модель РФ 15687, 2000.

Формула изобретения

1. Дорожный элемент в виде твердого блока из полимербетона, в качестве связующего которого используются модифицированные продукты пиролиза твердых горючих ископаемых, содержащие эпокси-, гидроксильные, карбонильные и карбоксильные функциональные группы, с содержанием фенолов и алкилфенолов 5 - 50 мас. %, содержащего наполнитель с фрикционными свойствами, отличающийся тем, что в связующее полимербетона входят жидкие отходы нефтепереработки до 30 мас.%.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что используется продукт пиролиза твердых горючих ископаемых и/или его температурная фракция с содержанием гидроксильных групп до 4,50 мг-экв/г, а карбонильных групп до 1,90 мг-экв/г.

3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидких отходов нефтепереработки используется нефтяной шлам, имеющий температуру застывания не выше -40^oС, плотность при температуре 20^oС не более 0,88 г/см³ и условную вязкость при температуре 50^oС не более 1,5 с.

4. Элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве продуктов пиролиза твердых горючих ископаемых используются продукты пиролиза углей, содержащих биохимически устойчивые компоненты, преимущественно смолы.

5. Элемент по п.1, отличающийся тем, что наполнитель с фрикционными свойствами содержится только в верхнем слое.

6. Элемент по п.1, отличающийся тем, что боковая поверхность элемента имеет фигурную форму, соответствующую форме боковой поверхности соседнего элемента дорожного покрытия.

7. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что используется связующее, отверждаемое гомополиконденсацией при взаимодействии с кислородом.

8. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя с фрикционными свойствами используется резиновая крошка.

9. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что содержит порошковый, и/или кусковой, и/или волокнистый наполнитель, и/или листовой наполнитель.

10. Элемент по п.7, отличающийся тем, что боковые и/или нижняя поверхность блока покрыта съемной пленкой из воздухонепроницаемого материала.

11. Элемент по п.8, отличающийся тем, что в качестве резиновой крошки используются измельченные отработанные автомобильные покрышки.

12. Элемент по п.9, отличающийся тем, что в качестве листового наполнителя использована стеклоткань.

13. Элемент по п.9, отличающийся тем, что в качестве порошкового наполнителя используются оксиды металлов и/или неметаллов в дисперсной форме.

14. Элемент по п.12, отличающийся тем, что содержит не менее двух слоев стеклоткани.

15. Элемент по п.12, отличающийся тем, что стеклоткань выступает за края элемента.

16. Элемент по п.13, отличающийся тем, что используются оксиды-красители.

17. Элемент по п. 16, отличающийся тем, что верхний слой элемента содержит оксиды-красители в местах, соответствующих дорожной разметке поверхности места дорожного покрытия, для установки в которое предназначен элемент.

18. Способ укладки и ремонта дорожных покрытий с помощью отдельных предварительно изготовленных блоков из полимербетона, отличающийся тем, что в дорожное покрытие устанавливается блок, связующее которого еще не отвердело до состояния отлипа.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что поверхности предварительно изготовленного блока, связующее которого отверждается гомополиконденсацией за счет кислорода воздуха и еще не отвердело до состояния отлипа, покрываются воздухонепроницаемым материалом, который снимается с этих поверхностей непосредственно перед установкой блока в дорожное покрытие.

20. Способ по п.18, отличающийся тем, что на верхнюю поверхность блока предварительно наносят элементы дорожной разметки места дорожного покрытия, для установки в которое предназначен блок.

21. Способ по п.18, отличающийся тем, что после установки блока в дорожное покрытие к его верхней поверхности прикладывают усилие, направленное вниз, с давлением до 0,3 МПа.

22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что усилие прикладывают таким образом, чтобы обеспечить требуемый дорожный уклон.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3