PL232848B1

PL232848B1 - Sposób wytwarzania płyty przeciwdrganiowej

Info

Publication number: PL232848B1
Application number: PL370816A
Authority: PL
Inventors: John Christian Asmussen
Original assignee: Rockwool Int
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2019-08-30
Also published as: EP1312714A1; NO333648B1; PT1444400E; PL370816A1; ATE395464T1; US20040262415A1; SI1444400T1; US7337981B2; EP1444400B1; NO20042366L; DE60226629D1; ES2305322T3; EP1444400A1; WO2003042457A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania płyty przeciwdrganiowej, w szczególności do zastosowania w tłumieniu drgań powodowanych np. przez pociągi, inny ruch oraz ogólnie biorąc, drgań przenoszonych poprzez podłoże.

Ze stanu techniki jest dobrze znane wprowadzanie materiału sprężystego pod linie komunikacyjne, a w szczególności pod tory kolejowe, tory autobusów szynowych, tory tramwajowe i podobne linie komunikacyjne, w celu tłumienia drgań powodowanych przez ten ciężki ruch. W dotychczasowych rozwiązaniach, do tłumienia tego rodzaju drgań stosowano warstwy z materiału sprężystego, wykonane zwłaszcza z gumy, pianek poliuretanowych i odpowiednio korka, jak również z użyciem tych materiałów w połączeniu.

Jednym z korzystnych materiałów do tłumienia drgań były do tej pory płyty lub maty z wulkanizowanej gumy, które mają doskonałe właściwości sprężyste do zastosowania w roli materiału tłumiącego drgania. Konstrukcje tłumiące drgania, w których elementy tłumiące drgania są zbudowane z gumy, mają w większości sytuacji akceptowalną skuteczność tłumienia drgań, jednak ilość gumy konieczna w takich konstrukcjach w wielu sytuacjach prowadzi do powstania stosunkowo kosztownego wyrobu. Ponadto może tu występować ogólne zainteresowanie uniknięciem lub ograniczeniem zużycia materiałów gumowych ze względu na zanieczyszczenie środowiska podczas ich produkcji, oraz zanieczyszczenie powodowane uwalnianiem dodatków, np. dodatków zmiękczających, w przypadku ich stosowania w środowiskach wilgotnych. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5060856 ujawnia taką matę elastomerową do zastosowania np. w tłumieniu dźwięków wytwarzanych przez pociągi.

W roli materiału tłumiącego dźwięki w konstrukcjach kolejowych próbowano także stosować płytę z włókna mineralnego, np. w sposób ujawniony w niemieckim opisie patentowym DE 3527829 oraz europejskim opisie patentowym EP 922808. Ten układ tłumienia dźwięków w pewnych sytuacjach okazał się bardzo dobry.

Ogólnie biorąc stwierdzono, że zastosowanie mat lub płyt z włókna mineralnego w układach tłumiących drgania dla podtorzy kolejowych jest wysoce pożądane ze względu na odpowiednie parametry, łatwość montażu, 100% przydatności do recyklingu, niewielkie działanie zanieczyszczające, oraz konkurencyjną cenę. Tym niemniej jednak, w przypadku znanych płyt z włókna mineralnego istnieje ryzyko, że w razie długotrwałej eksploatacji pod dużym obciążeniem, takim jak siły z podsypki podczas przejazdu pociągu, wraz z upływającym czasem może to mieć wpływ na włókno mineralne. Ten efekt starzenia jest także widoczny w przypadku niektórych znanych materiałów gumowych i poliuretanowych.

Poprzez wprowadzanie powyższych materiałów do budowy torów kolejowych w celu tłumienia drgań zaobserwowano, iż istnieje ryzyko, że obciążenie ze strony przejeżdżających pociągów działające na układ tłumiący drgania powoduje starzenie się takiego układu wraz z upływającym czasem. Takie starzenie charakteryzuje się zmianą sztywności statycznej i dynamicznej płyty przeciwdrganiowej układu tłumiącego drgania, co jest niepożądane. Przykładowo, sztywność statyczna i dynamiczna płyty przeciwdrganiowej może znacząco zmniejszyć się w ciągu pierwszych 5-10 lat eksploatacji.

Zazwyczaj pożądane jest, aby układ tłumiący drgania pod torami kolejowymi miał trwałość około 40 lat. Minimalnym wymaganiem stawianym przez Deutsche Bahn-Norm (Technische Lieferbedingungen BN 918 071-1, Wrzesień 2000) jest, aby pod wpływem wzbudzania mechanicznego, sztywność statyczna płyty przeciwdrganiowej układu tłumiącego drgania nie mogła ani zmniejszyć ani zwiększyć się o więcej niż około 10-20% w ciągu symulowanego w laboratorium okresu 40 lat.

Zgodnie z normą i doświadczeniami praktycznymi, sztywność statyczna i dynamiczna powinny korzystnie pozostawać zasadniczo stałe wraz z upływającym czasem.

Stosownie do powyższego, pozostaje zapotrzebowanie na układ tłumiący drgania wyżej opisanego rodzaju, który nie wykazuje przedstawionych wyżej wad.

Celem wynalazku jest więc dostarczenie sposobu wytwarzania płyty przeciwdrganiowej dla takiego układu tłumiącego drgania, obejmującego płytę przeciwdrganiową o ulepszonej stabilności w zakresie sztywności statycznej, a w szczególności dynamicznej, korzystnie obejmującego płytę przeciwdrganiową o zasadniczo stałej sztywności statycznej i dynamicznej przez cały okres jej trwałości ustalony na 40 lat.

Ponadto istnieje zapotrzebowanie na dostarczenie sposobu wytwarzania płyty przeciwdrganiowej mającej górną powierzchnię, która jest wystarczająco mocna, aby wytrzymać i rozkładać siły z warstwy podsypki. Powierzchnia ta chroni warstwę dolną lub część sprężystą płyty z włókna mineralnego. Ponadto powierzchnia powinna być skonstruowana w taki sposób, aby można było wymieniać warstwę

PL 232 848 B1 podsypki. Wymianę warstwy podsypki można wykonywać trzy lub cztery razy w ciągu okresu trwałości układu tłumiącego drgania z taką płytą.

Zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania płyty przeciwdrganiowej dla układu tłumiącego drgania obejmujący etapy dostarczania płyty wyjściowej i poddawania jej ściskaniu, charakteryzuje się tym, że dostarcza się między walce ściskające płytę wyjściową o dwóch przeciwległych powierzchniach głównych płyty, czyli o największym polu powierzchni, jako matę, z warstwą górną o gęstości 250-400 kg/m³i grubości 5-20 mm, oraz z jedną albo większą liczbą warstw dolnych o gęstości 100-250 kg/m³ i grubości 5-150 mm, zawierającą włókna mineralne związane środkiem wiążącym, mającą pierwotną sztywność statyczną i/lub dynamiczną, następnie tę płytę wyjściową poddaje się ściskaniu co najmniej na części jej przeciwległych powierzchni głównych przy ciśnieniu ściskającym wynoszącym 50-250 kN/m², korzystnie 80-200 kN/m², a korzystniej 100-150 kN/m² poprzez walcowanie pomiędzy jedną albo większą liczbą par walców, stwarzając tym samym zacisk pomiędzy jednym albo większą liczbą walców stykających się z pierwszą główną powierzchnią oraz jednym albo większą liczbą walców stykających się z dragą główną powierzchnią, przy czym ściskanie prowadzi się do uzyskania wyrobu końcowego mającego sztywność statyczną i/lub dynamiczną mniejszą od pierwotnej o co najmniej 10%, korzystnie 20%, mierząc sztywność statyczną i/lub dynamiczną wytwarzanej płyty. Mierzenie prowadzi się zgodnie ze sposobem ustalonym w Deutsche Bahn-Norm BN 918 071-1 (Wrzesień 2000).

Dzięki takiemu sposobowi wytwarzania uzyskuje się płytę przeciwdrganiową, która wraz z upływem czasu zachowuje stałe parametry, tzn. stalą sztywność statyczną i dynamiczną.

W sposobie tym, jedna albo większa liczba par walców mogą mieć takie same albo różne średnice. Jeden albo większa liczba walców stykających się z pierwszą główną powierzchnią mają średnicę zasadniczo większą niż grubość płyty przeciwdrganiowej, np. w stosunku 10:1, korzystnie 8:1, korzystniej 6:1, a najkorzystniej 2:1. Jeden albo większa liczba walców stykających się z drugą główną powierzchnią mają średnicę zasadniczo mniejszą niż grubość płyty przeciwdrganiowej, np. w stosunku 1:10, korzystnie 1:8, korzystniej 1:6, a najkorzystniej 1:2. Jeden albo większa liczba walców stykających się z pierwszą główną powierzchnią albo drugą główną powierzchnią, mające średnicę zasadniczo większą albo mniejszą niż grubość płyty przeciwdrganiowej, powodują w efekcie oddziaływanie różnych nacisków na powierzchnię płyty przeciwdrganiowej.

Korzystnie jedną główną powierzchnię pokrywa się warstwą wolnego od środka powierzchniowo czynnego materiału geotekstylnego.

Ponadto stosuje się wolny od środka powierzchniowo czynnego materiał geotekstylny o grubości co najmniej 0,1 mm, mierzonej zgodnie z normą EN 964-1 pod obciążeniem 2 kN/m². W większości zastosowań grubość 0,5-1 mm będzie optymalna.

Korzystnie stosuje się wolny od środka powierzchniowo czynnego materiał geotekstylny wybrany z grupy obejmującej przeszywane maty z włókien staplowych, z włókien ciągłych, włókninę, maty o strukturze nitkowej oraz maty wstęgowe.

Ponadto korzystny okazał się materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego wykonany z włókien, nici lub włókien ciągłych z materiału wybranego z grupy składającej się z poliestru, poliamidu, polipropylenu, polieteru, polietylenu, polieteroamidu, poliakrylonitrylu, szkła lub połączenia tych materiałów.

Ponadto w celu zabezpieczenia płyty przeciwdrganiowej w optymalnym stopniu stosuje się wolny od środka powierzchniowo czynnego materiał geotekstylny o wytrzymałości na rozciąganie co najmniej 8 kN/m, mierzonej zgodnie z normą EN ISO 10319. Korzystnie, materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego powinien mieć wytrzymałość na rozciąganie we wszystkich kierunkach swej płaszczyzny wynoszącą powyżej 8 kN/m. Materiał geotekstylny może w zasadzie być dowolnym typem materiału geotekstylnego pod warunkiem, że nie zawiera środka powierzchniowo czynnego. Przez określenie „materiał geotekstylny” rozumie się dowolną elastyczną, płaską strukturę włókien.

Przez określenie „wolny od środka powierzchniowo czynnego” rozumie się, że włókna materiału geotekstylnego nie były obrabiane z użyciem środka powierzchniowo czynnego, który w tym zastosowaniu oznacza środek zwilżający lub tensyd (środek zmniejszający napięcie powierzchniowe).

W korzystnej postaci, materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego jest włókniną. Te typy mat oraz ich przygotowanie są ogólnie znane fachowcowi w tej dziedzinie. Stwierdzono, że włókninowy, wolny od środka powierzchniowo czynnego materiał geotekstylny zwykle zapewnia płytę przeciwdrganiową o optymalnej ochronie powierzchni. Materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego może być np. zasadniczo wodoszczelny lub alternatywnie może być przepuszczalny dla wody.

PL 232 848 B1

Materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego może w zasadzie być dowolnym rodzajem materiału. Tym niemniej jednak, w celu uzyskania materiału geotekstylnego stabil nego i wystarczająco mocnego, korzystne jest, aby materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego był wykonany jak podano powyżej z włókien, nici lub włókien ciągłych z materiału wybranego z grupy składającej się z poliestru, poliamidu, polipropylenu, polieteru, polietylenu, polieteroamidu, poliakrylonitrylu, szkła lub ich połączenia. Materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego jest korzystnie wykonany z włókien lub włókien ciągłych poliamidu powlekanego poliestrem lub polietylenem.

Materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego może korzystnie być przymocowany do płyty przeciwdrganiowej np. za pomocą stapiania na gorąco lub klejenia.

Użytecznymi strukturami materiału geotekstylnego są np. materiał geotekstylny sprzedawany pod nazwą handlową „Typar® SF” przez firmę DuPont® Nonwovens.

Korzystnie zgodnie z wynalazkiem wytwarza się płytę przeciwdrganiową z warstwą górną w postaci warstwy rozkładającej siłę oraz jedną albo większą liczbę warstw dolnych, przy czym ta warstwa górna i ta jedna albo większa liczba warstw dolnych mają różną gęstość, różną grubość i zawierają różną ilość środka wiążącego.

Korzystnie warstwa górna zawiera środek wiążący w ilości 4-6% wagowo.

Ponadto korzystnie ta jedna albo większa liczba warstw dolnych zawiera (zawierają) środek wiążący w ilości 3-5% wagowo.

Zgodnie z korzystnym przykładem realizacji sposobu według wynalazku pomiędzy pierwszą główną powierzchnią płyty przeciwdrganiowej i warstwą powłokową z wolnego od środka powierzchniowo czynnego materiału geotekstylnego umieszcza się warstwę z drenażowym rdzeniem, stanowiącą trójwymiarową matę ze sczepianych włókien ciągłych zgrzewanych ze sobą w punktach krzyżowania się z utworzeniem otwartej struktury mającej otwartą objętość stanowiącą 80% albo więcej całkowitej objętości warstwy z drenażowym rdzeniem.

Układ tłumiący drgania z płytą przeciwdrganiową wytworzoną sposobem według wynalazku może ponadto obejmować warstwę materiału z drenażowym rdzeniem, stanowiącą trójwymiarową matę ze sczepianych włókien ciągłych.

Sczepiane włókna ciągłe powinny korzystnie mieć wystarczająco dużą wytrzymałość tak, aby uniknąć całkowitego i trwałego zapadania po ciężarem podsypki, kamieni lub podobnych materiałów pokrywających, które mogą pokrywać układ tłumiący drgania. Korzystne jest, aby sczepiane włókna ciągłe były wykonane z polimerowych elementarnych włókien ciągłych zgrzewanych ze sobą w miejscach krzyżowania się ze sobą, w wyniku czego powstaje otwarta struktura z otwartą objętością. Sczepiane włókna ciągłe warstwy z drenażowym rdzeniem są korzystnie wykonane z materiału wybranego z grupy składającej się z poliamidu, poliestru, polietylenu o dużej gęstości, polistyrenu oraz ich połączeń. Szczególnie korzystnym materiałem do produkcji sczepianych włókien ciągłych warstwy z drenażowym rdzeniem jest poliamid.

Otwarta objętość powinna zasadniczo stanowić 80% albo więcej całkowitej objętości warstwy z drenażowym rdzeniem. Warstwa z drenażowym rdzeniem powinna korzystnie być usytuowana pomiędzy pierwszą główną powierzchnią płyty przeciwdrganiowej i warstwą pokryciową z materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego.

A zatem, korzystnie umieszcza się drugą warstwę materiału geotekstylnego pomiędzy pierwszą główną powierzchnią płyty przeciwdrganiowej i warstwą z drenażowym rdzeniem, z utworzeniem warstwy z drenażowym rdzeniem ułożonej jako przekładka pomiędzy dwiema warstwami wolnego od środka powierzchniowo czynnego materiału geotekstylnego.

Ponadto zgodnie z korzystnym przykładem wykonania płytę przeciwdrganiową pokrywa się na jednej albo większej liczbie jej powierzchni bocznych powłoką powierzchniową w postaci włóknistej siatki wykonanej z polimeru termoplastycznego.

Okazało się, że układ tłumiący drgania z płytą przeciwdrganiową wykonaną sposobem zgodnym z wynalazkiem ma bardzo wysoką zdolność tłumienia drgań, wskutek czego niepożądane drgania powodowane przez ruch kolejowy itp. można zmniejszyć do poziomu możliwego do przyjęcia, bądź też nawet zasadniczo je wyeliminować. Stwierdzono, że zdolność tłumienia drgań układu tłumiącego drgania podlega tylko w niewielkim stopniu lub w ogóle nie podlega wpływom temperatury otoczenia, co oznacza, że układ działa skutecznie w szerokim zakresie temperatury.

Jednocześnie taki zainstalowany układ tłumiący drgania z płytą wytworzoną sposobem według wynalazku jest konkurencyjny w porównaniu z układami tłumiącymi drgania składającymi się np. tylko

PL 232 848 B1 z samej gumy. Inną pożądaną właściwością układu tłumiącego drgania jest jego trwałość, która dzięki konstrukcji jest znacznie zwiększona, ponieważ tłuczeń, kamień, ziemia, asfalt oraz inne materiały pokrywające nie powodują znaczących zniszczeń materiału z włókna mineralnego.

Każda z warstw z włókien mineralnych powinna zasadniczo zawierać co najmniej 20%, albo co najmniej 50%, a w szczególności co najmniej 80% wagowo jednego albo większej liczby typów włókien mineralnych, np. skalnych, żużlowych, szklanych i podobnych materiałów szklistych.

Tak więc płyta przeciwdrganiowa wykonywana tym sposobem, wraz z upływem czasu, zachowuje stałe parametry, tzn. stałą sztywność statyczną i dynamiczną.

Na ogół nie ma znaczenia, który sposób zastosowano do poddania przeciwległych powierzchni płyty ściskaniu, tym niemniej jednak, ze względu na cel polegający na dostarczeniu sposobu prostego i ekonomicznego, a tym samym wyrobu możliwego do przyjęcia pod względem ekonomicznym, płytę przeciwdrganiową można wykonywać sposobem obejmującym etap poddawania płyty ściskaniu poprzez walcowanie pomiędzy jedną albo większą liczbą par walców, stwarzając tym samym zacisk pomiędzy jednym albo większą liczbą walców stykających się z pierwszą główną powierzchnią oraz jednym albo większą liczbą walców stykających się z drugą główną powierzchnią. Jeżeli stosuje się ten sposób, jedna albo większa liczba par walców może mieć takie same lub różne średnice.

Ściskanie płyt przeciwdrganiowych można zrealizować łącząc dwie płyty przeciwdrganiowe w taki sposób, że warstwy o większej gęstości tych płyt są zwrócone do siebie. Złożone płyty przeciwdrganiowe można poddać ściskaniu poprzez walcowanie ich pomiędzy jedną albo większą liczbą par walców, stwarzając tym samym zacisk pomiędzy jednym albo większą liczbą walców stykających się z drugą główną powierzchnią jednej płyty przeciwdrganiowej, tzn. z jej warstwą o mniejszej gęstości, oraz jednym albo większą liczbą walców stykających się z drugą główną powierzchnią drugiej płyty przeciwdrganiowej, tzn. z jej warstwą o mniejszej gęstości. Jeżeli stosuje się ten sposób, ta jedna albo większa liczba par walców powinna mieć średnice takie same lub różne, przy czym te średnice są korzystnie mniejsze niż grubość każdej z tych płyt przeciwdrganiowych.

W przypadku, gdy płyty przeciwdrganiowe mają dwie warstwy o różnych gęstościach można ułożyć jedną na drugiej w celu dostosowania się do jednostki transportowej, w której warstwa o większej gęstości każdej płyty przeciwdrganiowej jest zwrócona ku warstwie o mniejszej gęstości przylegającej płyty przeciwdrganiowej stosu. Jednostkę transportową jako pojedynczy element poddaje się następnie etapowi ściskania na powierzchni jej najwyżej usytuowanej powierzchni.

Płyta przeciwdrganiowa lub co najmniej wyeksponowane powierzchnie płyty mogą być hydrofobowe. Napięcie powierzchniowe materiału włókien płyty powinno korzystnie być nie większe niż napięcie powierzchniowe naturalnych, niezwiązanych i nieobrabianych włókien. W niektórych postaciach płyta powinna być wystarczająco hydrofobowa tak, aby uniknąć wszelkiego znaczącego przenikania wody, gdy krople wody w temperaturze 20°C są natryskiwane na płytę. W szczególności korzystne jest, aby płyta przeciwdrganiowa miała napięcie powierzchniowe poniżej 0,073 N/m, np. mając napięcie powierzchniowe poniżej 0,040 N/m lub nawet poniżej 0,030 N/m.

Sposoby mające na celu nadanie włóknom mineralnym właściwości hydrofobowych są dobrze znane w tej dziedzinie.

Takie płyty przeciwdrganiowe wykonane zgodnym z wynalazkiem sposobem można umieszczać w układzie tłumiącym drgania w liczbie dwóch albo większej z usytuowaniem ich jedna na drugiej, przy czym brzeg lub brzegi płyt rozmieszcza się w pewnej odległości od siebie w celu zakrycia połączeń. Jeżeli płyty mają różną gęstość, płyta o większej gęstości powinna korzystnie być usytuowana na płycie o mniejszej gęstości.

W okresie trwałości płyty przeciwdrganiowej, warstwa podsypki może być wymieniana szereg razy. W celu zapewnienia mocnej i wytrzymałej powierzchni płyty przeciwdrganiowej tak, aby zwiększyć jej zdolność do znoszenia wymian warstwy podsypki, jak wspomniano powyżej płytę przeciwdrganiową pokrywa się na pierwszej spośród jej głównych powierzchni bocznych warstwą materiału geotekstylnego wolną od środka powierzchniowo czynnego.

W układzie tłumiącym drgania, płyta przeciwdrganiowa wytworzona sposobem według wynalazku może być bardziej lub mniej pokryta materiałem geotekstylnym wolnym od środka powierzchniowo czynnego, wzdłuż jednej albo większej liczby spośród obydwu głównych powierzchni. Płyta przeciwdrganiowa może np. być całkowicie pokryta materiałem geotekstylnym wolnym od środka powierzchniowo czynnego, bądź też może być pokryta na swej pierwszej głównej powierzchni. W większości postaci nie ma potrzeby pokrywania więcej niż pierwszej głównej powierzchni płyty przeciwdrganiowej, a ponieważ materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego jest względnie kosztowny, zazwyczaj

PL 232 848 B1 unika się pokrywania więcej niż pierwszej głównej powierzchni płyty przeciwdrganiowej. W zależności od stanu powierzchni podłoża może także zaistnieć konieczność pokrycia także drugiej głównej powierzchni.

Grubość warstwy z drenażowym rdzeniem może wynosić korzystnie do około 15 mm. Warstwy z drenażowym rdzeniem grubsze niż podano wyżej stają się zbyt miękkie z punktu widzenia wymagań odnośnie sztywności statycznej i dynamicznej układu. Ponieważ cena warstwy z drenażowym rdzeniem zależy w dużej mierze od wysokości tej warstwy z drenażowym rdzeniem, korzystnie jest stosować możliwie jak najmniejszą grubość tej warstwy, gdzie wynik jest optymalny lub co najmniej zadowalający. Korzystne jest, aby całkowita grubość warstwy z drenażowym rdzeniem, włączając sczepione poliamidowe włókna ciągłe, materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego oraz drugą warstwę materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego, wynosiła co najmniej 3 mm, korzystnie co najmniej 5 mm. Na ogół korzystne jest, aby materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego był możliwie jak najcieńszy, zachowując równocześnie zdolność do zapewnianie rozkładania sił na leżącą pod nimi płytę z włókna mineralnego. Materiały geotekstylne maty drenującej mogą korzystnie być przyklejone lub przyklejone na gorąco do warstwy z drenażowym rdzeniem.

Drugi materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego można wybrać z tej samej grupy materiałów i może być tego samego typu materiałem geotekstylnym wolnym od środka powierzchniowo czynnego, co opisany wyżej. Wytrzymałość drugiego materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego nie jest tak ważna i tym samym drugi materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego może mieć tę samą grubość co materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego, bądź też może być cieńszy.

W szczególności matę drenującą mogą tworzyć dwie warstwy materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego, z włókniny poliestrowej powlekanej poliamidem oraz warstwa z drenażowym rdzeniem, ze sczepianych poliamidowych włókien ciągłych, usytuowana jako przekładka pomiędzy dwoma materiałami geotekstylnymi wolnymi od środka powierzchniowo czynnego.

Użyteczne maty drenujące powyższego typu są ujawnione np. w niemieckich opisach patentowych DE 2150590 i DE 4431976. Szczególnie korzystny typ mat drenujących jest sprzedawany przez Colbond Geosynthetics, Holandia, pod handlową nazwą Enkadrain®.

W szczególności jedną albo większą liczbę powierzchni bocznych płyty przeciwdrganiowej można pokryć powłoką powierzchniową w postaci włóknistej siatki. Taki materiał powłokowy ujawniono w europejskim opisie patentowym EP 629153.

Płyta przeciwdrganiowa wytworzona sposobem według wynalazku znajduje zastosowanie w układzie tłumiącym drgania dla podłoża poddawanego drganiom. Zastosowanie tej płyty realizuje się w następujących etapach:

i) dostarczanie płyty przeciwdrganiowej;

ii) nakładanie warstwy materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego na pierwszą główną powierzchnię;

iii) ewentualnie pokrywanie jednej albo większej liczby powierzchni płyty przeciwdrganiowej jak opisano wyżej;

iv) układanie płyty przeciwdrganiowej na podłożu z jej pierwszą główną powierzchnią skierowaną do góry, przed lub po nałożeniu materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego na pierwszą główną powierzchnię;

v) pokrywanie pierwszej głównej powierzchni płyty przeciwdrganiowej betonem, kamieniem, żwirem, ziemią i/lub asfaltem.

Przed zastosowaniem układu tłumiącego drgania z płytą przeciwdrganiową, podłoże można korzystnie przygotować, np. poprzez wyrównanie podłoża w zagłębieniu w podłożu, gdzie ma zostać zainstalowany układ tłumiący drgania. Ponadto podłoże można korzystnie jeszcze bardziej ustabilizować, np. poprzez pokrycie podłoża materiałem wybranym spośród grupy składającej się z folii przepuszczającej wodę, granulatów gumy, żwiru lub ich mieszanin.

Jeżeli główna powierzchnia płyty przeciwdrganiowej jest pokryta warstwą powłokową w postaci materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego i/lub warstwy z drenażowym rdzeniem lub maty drenującej, korzystne jest, aby materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego i płyta przeciwdrganiowa były sklejone, zszyte lub zgrzane ze sobą. Można tego dokonać na miejscu lub w fabryce.

Alternatywnie, płytę przeciwdrganiową można najpierw ułożyć na podłożu, a potem można ułożyć warstwę powłokową w postaci materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego

PL 232 848 B1 i/lub warstwy z drenażowym rdzeniem lub maty drenującej na pierwszej głównej powierzchni płyty przeciwdrganiowej.

Jeżeli układ tłumiący drgania obejmuje ponadto warstwę z drenażowym rdzeniem i/lub drugą warstwę z materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego, warstwy te można nakładać jedna po drugiej na płytę przeciwdrganiową przed nałożeniem materiału geotekstylnego wolnego od środka powierzchniowo czynnego, bądź warstwy te można nakładać razem wraz z materiałem geotekstylnym wolnym od środka powierzchniowo czynnego w postaci maty drenującej, jak opisano wyżej.

Matę drenującą można korzystnie układać z rolki maty drenującej bezpośrednio na płytę lub płyty przeciwdrganiowe. Korzystne jest, aby mata drenująca z rolki pokrywała dwie albo większą liczbę płyt przeciwdrganiowych. Szerokość rolki maty drenującej powinna być korzystnie co najmniej zasadniczo równa szerokości płyt przeciwdrganiowych.

Gdy układ tłumiący drgania zostanie bezpiecznie ułożony, pierwszą powierzchnię płyty przeciwdrganiowej lub ewentualnie pokrytą pierwszą powierzchnię płyty przeciwdrganiowej można ponadto pokryć betonem, kamieniem, żwirem, ziemią i/lub asfaltem lub podobnymi materiałami. Na końcu zaś na układzie tłumiącym drgania można ułożyć tory kolejowe.

Układ tłumiący drgania według wynalazku stosuje się korzystnie do tłumienia drgań powodowanych przez pociągi, autobusy szynowe, tramwaje i/lub inny ruch na torach lub drogach, przy czym zastosowanie obejmuje wbudowanie układu tłumiącego drgania w podłoże pod torem i/lub drogą.

P r z y k ł a d

Dostarczono płytę przeciwdrganiową, mającą pierwszą i drugą powierzchnię główną, tak jak to opisano poniżej. Płyta przeciwdrganiową była wykonana z wełny skalnej. Płyta przeciwdrganiową miała dwie warstwy, warstwę górną i warstwę dolną. Warstwa górna miała gęstość 350 kg/m³, grubość 15 mm i zawierała wagowo 6% środka wiążącego. Warstwa dolna miała gęstość 200 kg/m³, grubość 35 mm i zawierała wagowo 4% środka wiążącego. Wymiary płyty przeciwdrganiowej wynosiły w przybliżeniu 35 mm x 600 mm x 100 mm. Płytę przeciwdrganiową wykonano sposobem obejmującym poddawanie pewnego obszaru płyty ściskaniu. Ściskanie wykonano za pomocą walców mających różne średnice. Ściskanie zmniejszyło sztywność statyczną i dynamiczną płyty o około 10-20% w porównaniu ze sztywnością statyczną i dynamiczną przed ściskaniem. Sztywność statyczna przed ściskaniem wynosiła 0,025 N/mm³, po ściskaniu zaś wynosiła 0,020 N/mm³, mierzone sposobem określonym w normie BN 918 071-1. Sztywność dynamiczna przed ściskaniem wynosiła 0,027 N/mm³, po ściskaniu zaś wynosiła 0,024 N/mm³, mierzone sposobem określonym w normie BN 918 071-1.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania płyty przeciwdrganiowej dla układu tłumiącego drgania, do stosowania w podłożu pod tor i/lub drogę, do durnienia drgań powodowanych przez pociągi, autobusy szynowe, tramwaje i/lub inny ruch na torach lub drogach, obejmujący etapy dostarczania płyty wyjściowej i poddawania jej ściskaniu z wytworzeniem płyty końcowej, znamienny tym, że dostarcza się między walce ściskające płytę wyjściową o dwóch przeciwległych powierzchniach głównych płyty, czyli o największym polu powierzchni, jako matę, z warstwą górną o gęstości 250-400 kg/m³ i grubości 5-20 mm, oraz z jedną albo większą liczbą warstw dolnych o gęstości 100-250 kg/m³ i grubości 5-150 mm, zawierającą włókna mineralne związane środkiem wiążącym, mającą pierwotną sztywność statyczną 10 i/lub dynamiczną, następnie tę płytę wyjściową poddaje się ściskaniu co najmniej na części jej przeciwległych powierzchni głównych przy ciśnieniu ściskającym wynoszącym 50-250 kN/m², korzystnie 80-200 kN/m², a korzystniej 100-150 kN/m² poprzez walcowanie pomiędzy jedną albo większą liczbą par walców, stwarzając tym samym zacisk pomiędzy jednym albo większą liczbą walców stykających się z pierwszą główną powierzchnią oraz jednym albo większą liczbą walców stykających się z drugą główną powierzchnią, przy czym ściskanie prowadzi się do uzyskania wyrobu końcowego mającego sztywność statyczną i/lub dynamiczną mniejszą od pierwotnej o co najmniej 10%, korzystnie 20%, mierząc sztywność statyczną i/lub dynamiczną wytwarzanej płyty.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jedną główną powierzchnię pokrywa się warstwą wolnego od środka powierzchniowo czynnego materiału geotekstylnego.

PL 232 848 B1
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się wolny od środka powierzchniowo czynnego materiał geotekstylny o grubości co najmniej 0,1 mm, mierzonej zgodnie z normą EN 964-1 pod obciążeniem 2 kN/m².
4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że stosuje się wolny od środka powierzchniowo czynnego materiał geotekstylny wybrany z grupy obejmującej przeszywane maty z włókien staplowych, z włókien ciągłych, włókninę, maty o strukturze nitkowej oraz maty wstęgowe.
5. Sposób według zastrz. 2-4, znamienny tym, że stosuje się materiał geotekstylny wolny od środka powierzchniowo czynnego wykonany z włókien, nici lub włókien ciągłych z materiału wybranego z grupy składającej się z poliestru, poliamidu, polipropylenu, polieteru, polietylenu, polieteroamidu, poliakrylonitrylu, szkła lub połączenia tych materiałów.
6. Sposób według zastrz. 2-5, znamienny tym, że stosuje się wolny od środka powierzchniowo czynnego materiał geotekstylny o wytrzymałości na rozciąganie co najmniej 8 kN/m, mierzonej zgodnie z normą EN ISO 10319.
7. Sposób według zastrz. 1-6, znamienny tym, że wytwarza się płytę przeciwdrganiową z warstwą górną w postaci warstwy rozkładającej siłę oraz z jedną albo większą liczbą warstw dolnych, przy czym ta warstwa górna i ta jedna albo większa liczba warstw dolnych mają różną gęstość, różną grubość i zawierają różną ilość środka wiążącego.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że warstwa górna zawiera środek wiążący w ilości 4-6% wagowo.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że ta jedna albo większa liczba warstw dolnych zawiera (zawierają) środek wiążący w ilości 3-5% wagowo.
10. Sposób według zastrz. 1-9, znamienny tym, że pomiędzy pierwszą główną powierzchnią płyty przeciwdrganiowej i warstwą powłokową z wolnego od środka powierzchniowo czynnego materiału geotekstylnego umieszcza się warstwę z drenażowym rdzeniem, stanowiącą trójwymiarową matę ze sczepianych włókien ciągłych zgrzewanych ze sobą w punktach krzyżowania się z utworzeniem otwartej struktury mającej otwartą objętość stanowiącą 80% albo więcej całkowitej objętości warstwy z drenażowym rdzeniem.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że umieszcza się drugą warstwę materiału geotekstylnego pomiędzy pierwszą główną powierzchnią płyty przeciwdrganiowej i warstwą z drenażowym rdzeniem, z utworzeniem warstwy z drenażowym rdzeniem ułożonej jako przekładka pomiędzy dwiema warstwami wolnego od środka powierzchniowo czynnego materiału geotekstylnego.
12. Sposób według zastrz. 1-11, znamienny tym, że płytę przeciwdrganiową pokrywa się na jednej albo większej liczbie jej powierzchni bocznych powłoką powierzchniową w postaci włóknistej siatki wykonanej z polimeru termoplastycznego.