Нетканый материал для армирования дорожных покрытий
Изобретение относится к нетканому рулонному материалу и может быть использовано для армирования дорожных покрытий. В нетканом материале для армирования дорожных покрытий, содержащем группы продольных и поперечных волокон, образующих многослойную структуру материала и расположенных под углом друг к другу, и удерживаемых с помощью связующего, и отдаленных в каждой группе одно от другого с заданным шагом, согласно изобретению группа продольных волокон разделена на не менее, чем три подгруппы: верхнюю, среднюю и нижнюю, а группа поперечных волокон разделена на две подгруппы, при этом одна подгруппа поперечных волокон уложена между верхней и средней подгруппами продольных волокон, другая подгруппа поперечных волокон уложена между средней и нижней подгруппами продольных волокон. Подгруппы поперечных волокон уложены со сдвигом в горизонтальной плоскости одна относительно другой на один заданный шаг между волокнами группы. Технический результат - повышение прочности нетканого материала при сохранении гибкости его волокон. 1 ил.
Изобретение относится к нетканому рулонному материалу и может быть использовано для армирования дорожных покрытий. Изобретение может быть использовано в объектах, где предъявляются повышенные требования к прочности материала, когда изделие эксплуатируется в сложном напряженном состоянии при действии значительных циклических нагрузок.
Нетканые материалы относятся к материалам, которые получают путем формирования и закрепления тем или иным способом слоя из волокон или нитей. Нетканые материалы относительно недороги в изготовлении, однако для них характерно неравномерное по различным направлениям распределение нитей в материале, т.е. значительная неоднородность плотности материала. Это приводит не только к неоднородности механических свойств плоского материала по различным направлениям, но и к недостаточной стабильности свойств во времени. Нетканый материал может быть необратимо деформирован в результате приложения к нему значительных циклических нагрузок, что обусловливает в случае его использование в качестве армирующего дорожного покрытия неудовлетворительную стабильность.
Известен нетканый материал, содержащий, по меньшей мере, два слоя, причем волокна внутри каждого слоя преимущественно параллельны друг другу, при этом поддержание параллельности волокон в каждом слое осуществляют за счет простегивания. Такие материалы используют главным образом в качестве упрочнителей в изделиях, изготовленных из пластических материалов (патент РФ№2106441, МПК D04H 3/04, 2003).
Известен нетканый материал, содержащий синтетические волокна, сформированные аэродинамическим методом из расплава полимера и также скрепленные иглопрокалыванием. Известный нетканый материал из полипропиленовых волокон предназначен для дорожно-строительных работ, возведения грунтовых сооружений. Недостатком данного материала является отсутствие стабильности эксплуатационных характеристик ввиду большой величины относительного удлинения и малой разрывной нагрузки (патент РФ №1516547, МПК D04H 3/00; 1989).
Известен нетканый материал из синтетических волокон и имеющий одиночные термически склеенные волокна в продольном и поперечном направлениях и участки групп волокон, термически склеенных боковыми поверхностями в продольном и поперечном направлениях, причем участки групп продольных склеек в нижележащем и вышележащем слоях ориентированы преимущественно в разных направлениях, а минимальный угол между осями участков продольных склеек составляет 45-90° (патент РФ №2058453, МПК D04H 3/00, 1991). Известный материал может быть использован в объектах, где предъявляются повышенные требования к износостойкости материала, когда материал эксплуатируется в сложном состоянии при действии циклических нагрузок в условиях простого нагружающего воздействия. Низкая износостойкость известного материала в условиях сложного механического воздействия связана с неоднородностью его структуры по отношению к направлению приложения нагружающего воздействия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному материалу является нетканый материал для армирования дорожных покрытий, содержащий две группы дискретно расположенных волокон образующих многослойную структуру и удерживаемых с помощью связующего, причем волокна каждой группы параллельны между собой и отдалены одно от другого с регулярным шагом и перекрещиваются под определенным углом с волокнами другой группы (патент РФ №2247179, МПК D04H 3/04, 2005). Недостатком известного материала является недостаточная прочность многослойной структуры материала в условиях сложного нагружающего воздействия.
В изобретении решается задача повышения прочности нетканого материала для армирования дорожных покрытий при сохранении гибкости его волокон.
Поставленная задача решается тем, что в нетканом материале для армирования дорожных покрытий, содержащем две группы волокон, образующих многослойную структуру материала и расположенных под углом друг к другу, удерживаемых с помощью связующего, и отдаленных в каждой группе одно от другого с заданным шагом, группа поперечных волокон выполнена из не менее двух подгрупп, одна подгруппа поперечных волокон уложена между верхней и средней подгруппами продольных волокон, другая подгруппа поперечных волокон уложена между средней и нижней подгруппами продольных волокон. Подгруппы поперечных волокон уложены со сдвигом в горизонтальной плоскости одна относительно другой на один заданный шаг между волокнами группы.
На чертеже изображена структура нетканого материала с точками пересечения сетки волокон.
Показанная на чертеже сетка состоит из двух групп волокон: продольных 1 и поперечных 2, образующих сетчатую пятислойную структуру нетканого материала. Волокна каждой группы расположены, например, под прямым углом друг к другу и скреплены в точках пересечения связующим. В каждой группе волокна отдалены друг относительно друга на заданный шаг. Группа продольных волокон 1 разделена на не менее три подгруппы: верхнюю 3, среднюю 4, нижнюю 5. Группа поперечных волокон 2 разделена на не менее две подгруппы - 6, 7. Одна подгруппа поперечных волокон 6 размещена между верхней 3 и средней 4 подгруппами продольных волокон, а другая подгруппа поперечных волокон 7 размещена между средней 4 и нижней 5 подгруппами продольных волокон. В группе поперечных волокон 2 волокна отделены одно от другого заданным шагом - Y (длина ячейки сетки), причем в подгруппах поперечные волокна уложены на расстоянии двух заданных шагов - 2Y. В подгруппах 3, 4, 5 группы продольных волокон 1 волокна уложены с заданным шагом Х (ширина ячейки сетки).
Для изготовления нетканого материала с сетчатой пятислойной структурой, имеющего двухосевую гибкую структуру для армирования дорожного покрытия с циклической нагрузкой, используют, например, бухты алюмоборосиликатного стеклоровинга с линейной плотностью не менее 735 текс или химические (полимерные) волокна с линейной плотностью не менее 100 текс или базальтовые волокна с линейной плотностью не менее 200 текс. Бухты стеклоровинга устанавливают на два шпулярника: для группы продольных волокон на шпулярник, расположенный позади станка, а для группы поперечных волокон на шпулярник, расположенный сбоку станка. Группа продольных волокон по направляющим станка подается на систему валов со шпулярника и укладывается с заданным шагом - X, разделяясь на три подгруппы в вертикальной плоскости: верхняя, средняя, нижняя. Натяжное устройство расположено на шпулярнике позади станка. Группа поперечных волокон подается на два раскладчика со шпулярника, находящегося сбоку станка, разделяясь в вертикальной плоскости на две подгруппы поперечных волокон - одна подгруппа на первый раскладчик, другая на второй раскладчик. Раскладчики двигаются перпендикулярно продольной группе волокон и параллельно относительно друг друга. Каждый раскладчик укладывает попеременно свою подгруппу поперечных волокон на нитедержатели цепного транспортера со смещением в горизонтальной плоскости на заданный шаг. Первый раскладчик укладывает свою подгруппу поперечных волокон между верхней и средней подгруппами продольных волокон. Второй раскладчик укладывает свою подгруппу поперечных волокон между средней и нижней подгруппами продольных волокон. Причем волокна в каждой подгруппе поперечных волокон укладывают с двойным заданным шагом между волокнами группы - 2Y. Уложенные подгруппы волокон в виде пяти слоев сетки поступают с цепного транспортера на основной вал, образуя сетчатую пятислойную структуру, при этом происходит обрезка кромки группы поперечных волокон сетки. Сетчатая пятислойная структура подается через систему валов в пропиточную ванну для нанесения на нее клеящего состава и последующего отжима. После чего сетчатая структура поступает в термокамеру и сушится при температуре 120-180°С. Из термокамеры сетчатый материал попадает на систему валов для естественного досушивания. Готовый сетчатый материал, пройдя браковочный стол, подается на вал-товароукладчик.
Изобретение позволяет повысить прочностные свойства нетканого материала как в поперечном, так и в продольном направлениях за счет исключения подвижности волокон сетки многослойного нетканого материала при нагружающем воздействии путем сдвига каждой подгруппы поперечных волокон при укладке на заданный шаг между волокнами группы.
Нетканый материал для армирования дорожных покрытий, содержащий группы продольных и поперечных волокон, образующих многослойную сетчатую структуру материала и расположенных под углом друг к другу, удерживаемых с помощью связующего и отдаленных в каждой группе одно от другого с заданным шагом, при этом группа продольных волокон разделена на подгруппы, отличающийся тем, что группа продольных волокон разделена на не менее чем три подгруппы: верхнюю, среднюю и нижнюю, а группа поперечных волокон разделена на две подгруппы, при этом одна подгруппа поперечных волокон уложена между верхней и средней подгруппами продольных волокон, другая подгруппа поперечных волокон уложена между средней и нижней подгруппами продольных волокон, причем подгруппы поперечных волокон уложены со сдвигом в горизонтальной плоскости одна относительно другой на один заданный шаг между волокнами группы.
