Всепогодный грунт для конно-спортивных сооружений "рашиттрек"
Владельцы патента RU 2306381:
Открытое акционерное общество "ВИСТЕКС" (RU)
Закрытое акционерное общество "ВИРАЖ" (RU)
Изобретение относится к композициям для покрытий скаковых и беговых ипподромных дорожек, конкурных полей, открытых и закрытых конно-спортивных манежей. Технический результат: оптимизация состава грунта для устранения указанных недостатков, а также уменьшение остаточной деформации, повышение восстанавливаемости, сохранение однородности грунтового покрытия в различных погодных условиях, обеспечение эксплуатационных свойств покрытия в широком диапазоне температур (от -20 до +65°С), отсутствие пыли во время эксплуатации, обеспечение отскока фрагментов грунта, например, от копыт лошади на минимальную высоту с целью обеспечения необходимого уровня безопасности. Всепогодный грунт для конно-спортивных сооружений содержит кварцевый песок, волокнистые материалы, эластичные наполнители и связующий компонент. В качестве волокнистых материалов применены полиэфирный полимер - лавсан с длиной волокна 1-8 мм, на который нанесен слой полимерного материала - поливинилхлорид, и кордное лавсановое волокно длиной 5-30 мм. В качестве эластичных наполнителей применены жесткие синтетические полипропиленовые нити длиной 15-40 мм, измельченное геотекстильное полотно в виде фрагментов от 0,5 до 3,0 см2 и гранулированный эластичный наполнитель в виде резиновой крошки фракции 1,0-15 мм. В качестве связующего применен поверхностный структурный модификатор, обеспечивающий снижение насыпной плотности, снижение максимальной плотности при уплотнении грунта, повышение абсолютной деформации, повышение абсолютной остаточной деформации, обеспечение водопроницаемости на необходимом уровне, при следующем соотношении ингредиентов: песок кварцевый 70-95%, полиэфирное волокно - лавсан с полимерным слоем - поливинилхлоридом 0,5-4%, кордное лавсановое волокно 1-5%, жесткие синтетические полипропиленовые нити 0,05-0,2%, измельченное геотекстильное полотно 0,05-0,2%, поверхностный структурный модификатор 2-10%, резиновая крошка - остальное. 1 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
1. Область техники
Изобретение относится к композициям для покрытий скаковых и беговых ипподромных дорожек, конкурных полей, открытых и закрытых конно-спортивных манежей.
2. Уровень техники
Известна композиция для покрытия спортивных сооружений (SU №1691375, МПК C08L 75/00), включающая минеральный наполнитель, добавки, регулирующие физико-механические свойства, и связующее.
Однако такая композиция при укладке в покрытие не проявляет ударопоглощающих свойств.
Известна композиция для покрытия спортивных сооружений (АС №609819, МПК Е01С 13/00), включающая наполнитель и связующее.
Недостатком такой композиции является ограниченный диапазон температур при эксплуатации покрытия из указанной композиции.
Известна композиция для покрытий плоскостных спортивных сооружений (патент RU №2034809, С04В 26/26, Е01С 13/00), содержащая волокнистый и эластичный наполнители и связующее.
Недостатком указанной композиции при эксплуатации покрытия является недостаточная вертикальная дренируемость, недостаточная ударная прочность при локальных динамических нагрузках.
Известен также, принятый заявителем за прототип, грунт для конно-спортивных сооружений (GB №2306494, Е01С 13/06). выполненный на основе кварцевого песка (наполнителя), включающий волокнистые материалы, эластичные наполнители и связующий компонент.
Недостатками указанного грунта являются малая долговечность при эксплуатации на открытых площадках, вследствие использования в композиции компонентов, неустойчивых к ультрафиолетовому излучению, недостаточная водопроницаемость, недостаточное ударопоглощение.
3. Раскрытие изобретения
3.1. Задача.
Технической задачей изобретения является оптимизация состава грунта для устранения указанных недостатков, а также увеличение остаточной деформации, повышение восстанавливаемости, сохранение однородности грунтового покрытия в различных погодных условиях, обеспечение эксплуатационных свойств покрытия в широком диапазоне температур (от -20 до +65°С), отсутствие пыли во время эксплуатации, обеспечение отскока фрагментов грунта, например, от копыт лошади на минимальную высоту с целью обеспечения необходимого уровня безопасности.
3.2. Отличительные признаки
Всепогодный грунт для конно-спортивных сооружений "РАШИТТРЕК". в отличие от известного, в качестве волокнистых материалов применены полиэфирный полимер - лавсан с длиной волокна 1-8 мм, на который нанесен слой полимерного материала - поливинилхлорид и кордное лавсановое волокно длиной 5-30 мм, в качестве эластичных наполнителей применены жесткие синтетические полипропиленовые нити длиной 15-40 мм, измельченное геотекстильное полотно в виде фрагментов от 0,5 до 3,0 см2 и гранулированный эластичный наполнитель в виде резиновой крошки фракции 1,0-15 мм. В качестве связующего применен поверхностный структурный модификатор для снижения насыпной плотности, снижения максимальной плотности при уплотнении грунта, повышения абсолютной деформации, повышения абсолютной остаточной деформации, обеспечения водопроницаемости на необходимом уровне, при следующем соотношении ингредиентов:
| песок кварцевый | 70-95% |
| полиэфирное волокно - лавсан с полимерным слоем - поливинил- | |
| хлоридом | 0,5-4% |
| кордное лавсановое волокно | 1-5% |
| жесткие синтетические полипропиленовые нити | 0,05-0,2% |
| измельченное геотекстильное полотно | 0,05-0,2% |
| поверхностный структурный модификатор | 2-10% |
| резиновая крошка | остальное |
Кварцевый песок применен мелкозернистый с диаметром зерен 0,5-1,5 мм с высоким содержанием кремния.
При этом поверхностный структурный модификатор выполнен в виде сбалансированной смеси с температурой плавления 65-90°С, включающей углеводороды парафинового ряда - низко- и высокомолекулярных парафины и добавку кремнийорганического полимера, при следующем соотношении компонентов:
низкомолекулярные парафины - 30-45%,
высокомолекулярные парафины - 45-60%,
кремнийорганический полимер - 2-10%.
3.3. Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен пример применения всепогодного грунта "РАШИТТРЕК" для устройства покрытия,
где поз.1 - слой гравия фракциями 32-100 мм, толщиной 20 см, поз.2 - слой гравия фракциями 10-32 мм, толщиной 15 см, поз.3 - слой гравия фракциями 5-10 мм, толщиной 15 см, поз.4 - выравнивающий слой, поз.5 - мембрана, поз.6 - всепогодный грунт для спортивных сооружений.
4. Осуществление изобретения
Поставленная техническая задача решается за счет того, что принятые характеристики компонентов: эластичные волокнистые наполнители - полиэфирные волокно (лавсан) длиной 1-8 мм с полимерным слоем - поливинилхлоридом и кордное волокно длиной 5-30 мм, жесткие синтетические полипропиленовые нити длиной 15-40 мм, измельченное нетканое геотекстильное полотно в виде фрагментов от 0,5 до 3,0 см2, гранулированный эластичный наполнитель в виде резиновой крошки фракции 1,0-15 мм, примененное связующее - поверхностный структурный модификатор при принятых соотношениях компонентов обеспечивают (см. таблицу 1) улучшение комплекса характеристик грунта: снижение насыпной плотности, снижение максимальной плотности при уплотнении грунта, повышение абсолютной деформации, повышение абсолютной остаточной деформации, обеспечение водопроницаемости на необходимом уровне.
Поверхностный структурный модификатор представляет собой сбалансированную смесь углеводородов парафинового ряда, например, низко- и высокомолекулярные парафины, воска, церезины, с добавками кремнийорганических полимеров.
Состав модификатора: низкомолекулярные парафины - 30-45%, высокомолекулярные парафины - 45-60%, кремнийорганический полимер - 2-10%. Температура плавления модификатора в зависимости от компонентного состава находится в пределах от 65 до 90°С. Важнейшей характеристикой поверхностного структурного модификатора, определяющей эксплуатационные свойства грунта, является зависимость его пенетрации от начальной температуры: чем слабее эта зависимость и чем шире диапазон температур, при котором наблюдается слабая зависимость, тем в более широком диапазоне температур поддерживаются эксплуатационные свойства грунта.
Пример компоновки структурного модификатора:
| Масло индустриальное И-20А (ГОСТ 20799-88) | 35 мас.% |
| Парафин Т-2 (ГОСТ 23683-89) | 10 мас.% |
| Церезин 80 (ГОСТ 2488-79) | 50 мас.% |
| Кремнийорганический полимер | 5 мас.% |
Изготовление грунта "РАШИТТРЕК" можно осуществлять различными способами как предварительно, с использованием смесительных агрегатов периодического и непрерывного действия, так и непосредственно на месте подготовленной площадки.
В качестве примера приведем высокопроизводительный способ получения грунта с использованием грунтосмесительной установки ДС 50Б, которая применяется в дорожном строительстве и предназначена для приготовления из несвязных грунтов цементно-грунтовых и битумогрунтовых смесей.
Для производства грунта используются следующие основные узлы и агрегаты установки.
1. Смесительный агрегат непрерывного действия вместимостью (при коэффициенте заполнения К=1.4) - 2600 кг.
2. Обогреваемые емкости с насосными установками для приема, хранения, нагрева поверхностного структурного модификатора до температуры плавления (75-100°С) и его непрерывной дозировки в смесительный агрегат.
3. Бункеры (2 единицы) для хранения и дозировки сыпучих и волокнистых материалов, снабженные дозирующими устройствами (шиберными заслонками) и транспортерной лентой.
4. Наклонный транспортер производительностью 280 т/ч для непрерывной подачи сыпучих и волокнистых компонентов в смеситель.
Подготовка площадки под нанесение грунта осуществляется следующим образом.
На выровненную, с использованием строительной техники, поверхность естественного грунтового основания укладывается трехслойное гравийное покрытие с послойным уплотнением при помощи строительной техники. Последовательно укладываются нижний слой гравия (щебня) толщиной 20 см с фракциями размером 32-100 мм, который укатывается до заданной проектной плотности, затем укладывается средний слой гравия (щебня) толщиной 15 см с фракциями размером 10-32 мм, затем укладывается верхний слой гравия (щебня) толщиной 15 см с фракциями размером 5-10 мм, каждый из слоев разравнивается и уплотняется.
Поверх гравийного покрытия укладывается выравнивающий слой толщиной 5 см, представляющий собой слой мелкодисперсного гравия (щебня) фракции 5-7 мм или слой из пористого водопроницаемого асфальта с помощью асфальто-укладочной техники.
Поверх выравнивающего слоя укладывается мембрана, выполненная из нетканого рулонного материала с торговой маркой "Полизон" с развесом 200-350 г/м2, в один слой в один прием.
Полученная смесь всепогодного грунта выкладывается поверх мембраны, разравнивается и уплотняется до 15 см посредством катка до средней плотности 1200-1300 кг/м3. Отсыпка и уплотнение грунта осуществляется при положительной температуре окружающей среды.
После уплотнения верхний слой грунта глубиной 5-7 мм разрыхляется путем боронирования до насыпной плотности.
Оптимальный состав всепогодного грунта для конно-спортивных сооружений "РАШИТТРЕК" включает:
| песок кварцевый марки ВС-040-1 | |
| по ГОСТу 22551-77, предварительно | 87,3% |
| высушенный до влажности не более | 0,5% |
| резиновая крошка фракции 1,0-15 мм | 4% |
| полиэфирное волокно - лавсан, с полимерным | |
| слоем - поливинилхло- | 2,0% |
| ридом, длина волокна 1-8 мм | |
| кордное волокно длиной 5-30 мм | 2,5% |
| жесткие полипропиленовые нити длиной 15-40 мм | 0,1% |
| измельченное геотекстильное полотно, | |
| в виде фрагментов от 0,5 до | 0,1% |
| 3,0 см2 | |
| поверхностный структурный модификатор | 4,0% |
Покрытие, полученное из предлагаемого грунта, обладает следующими характеристиками: насыпная плотность 700-740 кг/м3, средняя плотность в уплотненном состоянии 1280-1300 кг/м3.
В таблице приведены сравнительные результаты испытаний грунтов для конно-спортивных сооружений.
Из таблицы видно, что изменение компонентного состава грунта в сторону снижения содержания эластичных волокнистых материалов и резиновой крошки за счет увеличения содержания песка приводит к ухудшению механических характеристик грунта. Наилучшими характеристиками обладает грунт №3.
Особо отметим, что всепогодный грунт для конно-спортивных сооружений «РАШИТТРЕК» состава №3 успешно прошел эксплуатационные испытания в качестве покрытия скаковой дорожки Международного конно-спортивного комплекса г.Казань (договор №068/05 на проведение научно-технических работ между филиалом ОАО "Татспиртпром" "Дирекция международного конно-спортивного комплекса" и ОАО "Вистекс" по теме: разработка производства и эксплуатация всепогодного грунта "РАШИТТРЕК" для Международного конно-спортивного комплекса г.Казань).
В ходе постоянного контроля его свойств установлено, что грунт обладает высокими амортизирующими параметрами, необходимым ударопоглощением, поддерживает эксплуатационные свойства в широком диапазоне температур (от -20 до +65°С), сохраняет однородность в различных погодных условиях, обладает высокой вертикальной дренирующей способностью, поддерживает оптимальную влажность, необходимую для отсутствия пыли при эксплуатации. Кроме того, обеспечивается отскок фрагментов грунта от копыт лошади на минимальную высоту, что повышает уровень безопасности при проведении конно-спортивных соревнований.
| Таблица | ||||||||
| Наименование грунта | Состав грунта | Насыпная плотность, г/см3 | Максимальная плотность при уплотнении, г/см3 | Абсолютная деформация, мм | Абсолютная остаточная деформация, мм | Восстанавливаемость, % | Водопроницаемость, % | |
| Компонент | % | |||||||
| Импортный грунт | Взят за прототип | 0,87 | 1,45 | 1,4 | 1,2 | 13,3 | 1 мин-12,7 30 мин - 9,5 60 мин - 9,0 3 часа - 7,0 | |
| Грунт №1 | песок кварцевый | 90,3 | 0,91 | 1,49 | 1,4 | 1,3 | 7,1 | 1 мин-10,2 30 мин - 7,2 60 мин - 6,4 3 часа - 4,9 |
| резиновая крошка | 3,0 | |||||||
| полиэфирное волокно (лавсан) | 1,0 | |||||||
| кордное волокно | 1,5 | |||||||
| синтетические нити | 0,1 | |||||||
| геотекстильное полотно | 0,1 | |||||||
| ПСМ | 4,0 | |||||||
| Грунт №2 | песок кварцевый | 89,3 | 0,82 | 1,38 | 1,9 | 1,7 | 10,5 | 1 мин - 10,5 30 мин - 7,8 60 мин - 6,0 3 часа - 5,1 |
| резиновая крошка | 3,0 | |||||||
| полиэфирное волокно (лавсан) | 1,5 | |||||||
| кордное волокно | 2,0 | |||||||
| синтетические нити | 0,1 | |||||||
| геотекстильное полотно | 0,1 | |||||||
| ПСМ | 4,0 | |||||||
| Грунт №3 | песок кварцевый | 87,3 | 0,72 | 1,29 | 2,2 | 1,8 | 18,2 | 1 мин - 13,9 30 мин - 10,3 60 мин - 9,2 3 часа - 7,9 |
| резиновая крошка | 4 | |||||||
| полиэфирное волокно (лавсан) | 2 | |||||||
| кордное волокно | 2,5 | |||||||
| синтетические нити | 0,1 | |||||||
| геотекстильное полотно | 0,1 | |||||||
| ПСМ | 4 |
1. Всепогодный грунт для конно-спортивных сооружений, содержащий кварцевый песок, волокнистые материалы, эластичные наполнители и связующий компонент, отличающийся тем, что в качестве волокнистых материалов применены полиэфирный полимер - лавсан с длиной волокна 1-8 мм, на который нанесен слой полимерного материала - поливинилхлорид, и кордное лавсановое волокно длиной 5-30 мм, в качестве эластичных наполнителей применены жесткие синтетические полипропиленовые нити длиной 15-40 мм, измельченное геотекстильное полотно в виде фрагментов от 0,5 до 3,0 см2 и гранулированный эластичный наполнитель в виде резиновой крошки фракции 1,0-15 мм, в качестве связующего применен поверхностный структурный модификатор, обеспечивающий снижение насыпной плотности, снижение максимальной плотности при уплотнении грунта, повышение абсолютной деформации, повышение абсолютной остаточной деформации, обеспечение водопроницаемости на необходимом уровне при следующем соотношении ингредиентов:
| песок кварцевый | 70-95% |
| полиэфирное волокно - лавсан с | |
| полимерным слоем - поливинилхлоридом | 0,5-4% |
| кордное лавсановое волокно | 1-5% |
| жесткие синтетические полипропиленовые нити | 0,05-0,2% |
| измельченное геотекстильное полотно | 0,05-0,2% |
| поверхностный структурный модификатор | 2-10% |
| резиновая крошка | остальное |
2. Грунт по п.1, отличающийся тем, что применен мелкозернистый кварцевый песок с диаметром зерен 0,5-1,5 мм с высоким содержанием кремния.
3. Грунт по п.1, отличающийся тем, что поверхностный структурный модификатор выполнен в виде сбалансированной смеси с температурой плавления 65-90°С, включающий углеводороды парафинового ряда - низко- и высокомолекулярные парафины и добавку - кремнийорганический полимер, при следующем соотношении компонентов:
| низкомолекулярные парафины | 30-45% |
| высокомолекулярные парафины | 45-60% |
| кремнийорганический полимер | 2-10% |
