RS61402B1

RS61402B1 - Ojačana putna кonstruкcija na bazi betona poкrivena asfaltom

Info

Publication number: RS61402B1
Application number: RS20210020A
Authority: RS
Inventors: Csongor Czintos
Original assignee: Novonovon Zrt
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2021-02-26
Also published as: CN109996923A; BR112019006000A2; AR109606A1; JP2019529754A; PL3519630T3; HRP20210026T1; AU2017334303A1; DK3519630T3; TW201816231A; EP3519630B1; US20190226157A1; WO2018060751A1; ES2845155T3; HUP1600554A2; EP3519630A1; MY194744A; PT3519630T; KR20190058592A; US10563359B2; CA3042609A1

Description

Opis

[0001] Pronalazak se odnosi na ojačanu putnu konstrukciju na bazi betona pokrivenu asfaltom koja sadrži osnovni sloj napravljen od betona sa uglavnom horizontalnom gornjom površinom i postavljenom direktno ili kroz potkonstrukciju na tlu i najmanje jedan izliveni pokrivni sloj na njemu izrađen od asfalta, i noseće elemente postavljene između osnovnog sloja i pokrivnog sloja. Ova konstrukcija je sposobna da spreči ili smanji deformacije u asfaltnom sloju pod termičkim efektima i opterećenjem koje potiče od saobraćaja.

[0002] Većina verzija puteva koji trpe opterećenje sadrže nekoliko slojeva, gde donji sloj obuhvata najmanje jednu betonsku osnovu projektovanu da izdrži opterećenje i koja je prekrivena jednim ili više izlivenih slojeva asfalta.

[0003] Asfaltni sloj koji sadrži elastični bitumen kao vezivni materijal ima fizička i mehanička svojstva koja se suštinski menjaju u rasponu temperature karakterističnom za umereni toplotni pojas. Jer tokom naglih promena temperature leti, usled brzog opuštanja asfalta i raspodele stvorenih tenzija u svim pravcima, neće doći ni do jednog značajnog termičkog pritiska ili tenzije povlačenja. Uobičajeni rezultat biće stvaranje kolotraza ili udubljivanje kolovoza prouzrokovano opterećenjem guma teških komercijalnih vozila tj. neravnomernim sabijanjem asfalta. U slučaju naglih padova temperature zimi, oštećenja na asfaltu nastaju usled toplotnih pukotina.

[0004] Pored temperaturnih i mehaničkih opterećenja pod pritiskom, put je takođe izložen opterećenjima savijanja koja potiču od prolaznog saobraćaja. Ova komponenta opterećenja, takođe, zavisi od toplotnih efekata. Zbog promenljivih mehaničkih svojstava asfalta, vremenom će opterećenje tipa savijanja biti veće kada slojevi koji čine putnu konstrukciju ne budu mogli da sarađuju, jer na njima mogu nastati tenzije savijanja i povlačenja koje mogu biti veće od zatezne čvrstoće materijala datog sloja protiv povlačenja.

[0005] Jedan od načina projektovanja kolovoza za ove tri vrste opterećenja je odabir odgovarajućih materijala i upotreba konstrukcijskih rešenja koja štite put od posledica ovih efekata.

[0006] Glavni razlog gore pomenutih trostrukih problema leži u tome što ne postoji odgovarajuće čvrsto vezivanje između osnovnog sloja od betona koji ima zadatak da primi i odoli opterećenju i pokrivnog sloja asfalta na njemu, pa u većini slučajeva sloj asfalta bude pomeren u odnosu na beton ili napukne bez pomeranja.

[0007] U US 7232276 B2 opisana je putna konstrukcija sa armaturnim slojem, pri čemu se ispod uobičajeno nanetog gornjeg sloja asfalta postavlja odvojeni armaturni sloj koji na sendviču sličan način sadrži dva sloja asfalta i vezni sloj između njih od staklenih vlakana stabilizovanih plastičnim vezivnim sredstvom. Ova konstrukcija ima nedostatak što njena pravilna upotreba zahteva visok stepen veštine i u okruženju umerenog toplotnog pojasa, plastično vezani armaturni sloj će uskoro biti uništen. Sledeći nedostatak leži u tome što ovo rešenje ne može da omogući saradnju krutog osnovnog sloja i fleksibilnog pokrivnog sloja (slojeva).

[0008] U US 5249883 stavljena je na uvid javnosti konstrukcija sačinjena od četiri sloja asfalta i agregata, pri čemu se ispod konstrukcije postavlja metalni lim. U ovom slučaju je nosivost ovog puta dobra i četiri sloja pravilno sarađuju zbog upotrebe modifikovanih elastomera, međutim, on ima samo usko područje upotrebe zahvaljujući sofisticiranoj i skupoj tehnologiji, pa se uglavnom koristi na mostovima i u garažnim zgradama. Кada se koriste na mostovima, velikog prometa saobraćaja i povećanog opterećenja zbog velike brzine vozila, kohezija između lima i asfaltnih slojeva može biti nedovoljna i na saradnju slojeva negativno utiče velika razlika u toplotnoj provodljivosti ovih slojeva.

[0009] U US 5009543 stavljen je na uvid javnosti postupak korekcije asfalta jako istrošenih puteva sa udubljenjima i/ili kolotrazima. Ovde je u asfalt ugrađena mrežasta konstrukcija koja ima npr. oblik saća koji ima snažan efekat zadržavanja, pri čemu se mogu izvršiti trajne korekcije. Nedostatak ovog rešenja je što ispod asfalta nema nosivog čvrstog potpornog sloja, a mrežasta konstrukcija je u potpunosti ugrađena u asfaltni sloj, pa ne može rešiti gore pomenuti problem, tj. pomeranje između betonske osnove i asfaltnog pokrivnog sloja na njemu.

[0010] U dokumentu US 2008/0152436 A1 opisana je armaturna konstrukcija koja je u asfaltnom sloju ugrađena cik-cak trakama kombinovanim u zatvorene oblike. Publikacija opisuje nekoliko načina takvih armaturnih konstrukcija, ali sve su postavljene pre izlivanja asfaltnog sloja na donju potpornu površinu (koju uglavnom čini tlo), pa mrežasta struktura može samo ojačati asfaltni sloj, ali nema uticaja na kvalitet veze između asfaltnog sloja i osnovne podloge.

[0011] Postoji nekoliko drugih dokumenata koji se bave vezom betonske osnove i asfaltnog sloja postavljenog na nju, uključujući npr. CN 101109168A, CN 204662194 U, CN 102418309 A kojima je zajednička karakteristika da je gornja površina osnovnog betonskog sloja oblikovana tako da ima periodično razmaknuti profil (npr. da ima žlebove) i u takvim slučajevima postojaće oblikovana spojnica sa izlivenim prekrivnim slojem asfalta koja sprečava pomeranje dva sloja.

[0012] Uobičajeni nedostatak takvih rešenja je da se formiranje gornje površine sa konstruisanim razmacima osnovnog sloja može obezbediti samo korišćenjem vrlo velikih alata, a to je skup posao, a voda se može sakupljati u dubljim delovima žlebova što pri smrzavanju uzrokuje pukotine, a osim toga žlebovi uglavnom imaju jedan glavni pravac i zaštita od pomeranja je efikasna samo normalno na taj pravac, mada gore pomenuta opterećenja mogu doći iz bilo kog pravca.

[0013] Cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi ojačanu putnu konstrukciju koja ima betonsku podlogu i na njoj sloj izlivenog asfalta koji može pružiti efikasnu zaštitu od sva tri navedena deformišuća dejstva opterećenja i može sprečiti pomeranje sloja(slojeva) asfalta u odnosu na betonski osnovni sloj.

[0014] Ovaj cilj je postignut obezbeđivanjem ojačane betonske putne konstrukcije prekrivene asfaltom koja sadrži osnovni sloj na bazi betona sa uglavnom horizontalnom gornjom površinom i postavljen direktno ili kroz potkonstrukciju na tlu i najmanje jedan izliveni pokrivni sloj na njemu od asfalta, i noseće elemente postavljene između osnovnog sloja i pokrivnog sloja, a prema pronalasku noseći elementi se ubacuju u unapred određenu dubinu u osnovni sloj pre njegovog stvrdnjavanja, tako da delimično štrče iz osnovnog sloja u normalnom pravcu prema gornjoj površini, a deo koji štrči pruža zaštitu pokrivnom sloju od pomeranja u odnosu na osnovni sloj pod opterećenjima kojima je put izložen, a noseći elementi su pljosnate trake sa zidovima koji su u osnovi normalni na površinu osnovnog sloja i obuhvataju naredne delove sa različitim pravcima da bi se formirali odgovarajući meandri (vijugave linije).

[0015] Poželjno je ako se vijugave trake formirane od nosećih elemenata protežu jedna pored druge tako da su duž određenih delova međusobno povezane da bi zajedno formirale niz zatvorenih oblika.

[0016] Pozicioniranje će postati lakše ako se obezbede odgovarajući otvori u nosećim elementima koji se protežu do gornje površine osnovnog sloja, a na donjim ivicama otvora presavijaju se odgovarajući izrezani jezičci kako bi se sprečilo da noseći elementi urone u materijal osnovnog sloja dok je još uvek u pastoznom stanju.

[0017] Poželjno je da je zatvoreni oblik trougao, kvadrat, krug ili šestougao.

[0018] U poželjnom tehničkom rešenju, pokrivni sloj sadrži komade šljunka izrađene od kamena, a noseći elementi pružaju se od gornje površine osnovnog sloja najmanje toliko visoko kolika je polovina prosečne veličine navedenih komada šljunka.

[0019] Radi lakšeg rukovanja poželjnije je ako gornje stranice nosećih elemenata imaju širi gornji obod, a još poželjnije je ako su tako širi obodi predviđeni i na njihovim donjim ivicama.

[0020] Takođe je poželjno ako su noseći elementi postavljeni jedan pored drugog da bi formirali odgovarajuće pravilne oblike koji su međusobno povezani.

[0021] Pronalazak će sada biti opisan u vezi sa njegovim poželjnim tehničkim rešenjima, u kojima će se upućivati na prateće crteže. Na crtežima:

Sl. 1 prikazuje poželjno tehničko rešenje putne konstrukcije prema pronalasku u napola spremnom stanju u stepenastom preseku;

Sl. 2 prikazuje uvećani detalj sličan sl, 1;

Sl. 3 prikazuje uvećani profil poprečnog preseka poželjnog tehničkog rešenja nosećih elemenata 3;

Sl. 4 prikazuje alternativni projekat nosećih elemenata 3; i

Sl. 5 prikazuje uvećani prikaz poprečnog preseka putne konstrukcije.

[0022] Sl. 1 prikazuje pojednostavljeni stepenasti prikaz preseka prvog tehničkog rešenja putne konstrukcije prema pronalasku u kome je na dnu postavljen čvrsti osnovni sloj 1 od betona. Ispod osnovnog sloja 1 zemlja se priprema, na primer, nabijanjem ili na drugi način, ili može biti od grubljeg zrnastog betona. Osnovni sloj 1 ima dizajn koji može da podnese statička i dinamička opterećenja koja su obično prisutna na putu u izgradnji, a osnovni sloj 1 poželjno ima ravnu ili blago nagnutu gornju površinu koja je poželjna za odvođenje vode i mnogo je jeftinija za proizvodnju kao zglobna konstrukcija. Osnovni sloj 1 je poželjno ojačan čeličnom armaturom koja ne mora biti naznačena odvojeno, jer nije potrebna za razumevanje predmetnog pronalaska.

[0023] Кada je put konstruisan, pokrivni sloj 2 asfalta obezbeđen je na vrhu osnovnog sloja 1 izlivanjem. Asfaltni sloj 2 sadrži, kako je prikazano u preseku na sl.5, šljunak sa malim komadima različite veličine i bitumenom koji ispunjava praznine između komada. Na sl. 1 pokrivni sloj 2 prikazan je u delimično uklonjenom stanju radi prikaza konstrukcije pre postavljanja pokrivnog sloja 2.

[0024] Pre stvrdnjavanja osnovnog sloja 1 odozgo su postavljeni noseći elementi 3, koji imaju poseban oblik i raspored kao što je prikazano na sl. 1, na takav način da se noseći elementi 3 protežu od gornje površine osnovnog sloja 1 u unapred određenoj visini normalnoj na površinu, dok su noseći elementi 3 istovremeno uronjeni do unapred određene dubine i u osnovni sloj 1. Noseći elementi 3 izrađeni su poželjno, ali ne nužno od gvožđa, čelika ili mogu biti izrađeni od materijala projektovanog da podnese očekivano opterećenje. Ovaj zadatak može da preduzme i odgovarajuće odabrani plastični materijal.

[0025] Sl. 2 prikazuje projekat poželjnog tehničkog rešenja nosećih elemenata 3 u uvećanom prikazu, gde noseći elementi 3 imaju oblik traka formiranih od polušestouglova postavljenih normalno na površinu i raspoređenih nasuprot jedan drugom i međusobno povezanih na dodirnim površinama pomoću vijaka, zakivaka ili zavarivanjem, pri čemu oni čine zatvoreni sistem stabilnih zatvorenih mnogouglova, npr. čine šestougaone rešetke koje se prostiru od površine do unapred određene visine. Ovaj projekat je poželjan jer su zatvoreni mnogouglovi međusobno povezani armaturnim priključcima, čime mogu da se odupru silama koje dolaze iz bilo kog pravca i deluju na kasnije izliveni pokrivni sloj 2 kalupa, čime sprečavaju bilo koje pomeranje asfalta.

[0026] Na sl. 1 shematski je prikazano da noseći elementi 3 sadrže odgovarajuće otvore napravljene blizu visine gornje površine osnovnog sloja 1 koji su izrezani iz materijala nosećih elemenata 3 i savijeni ka spolja u odnosu na originalnu ravan traka (koja je sada vertikalna) da bi se formirali jezičci 4 koji pružaju povećane vodoravne površine koje sprečavaju da noseći element 3 bude uronjen u materijal osnovnog sloja 1 kada je još uvek u pastoznom stanju. Prisustvo jezičaka 4 i pripadajućih otvora je takođe poželjno, jer će na taj način, uprkos prisustvu nosećih elemenata 3, doći do slobodnog protoka vode kroz otvore nosećih elemenata 3 i kada je izliven pokrivni sloj 2 bitumen može teći u otvorima uzrokujući dalji stabilizujući efekat pokrivnog sloja 2.

[0027] Uvećani detalj sa sl.3 pokazuje da u poželjnom tehničkom rešenju trake koje čine noseće elemente 3 imaju gornji obod 5 sa zaobljenim i povećanim poprečnim presekom, tj. trake nemaju oštre ivice, već gornje površine povećane debljine. Takav projekat je poželjan sa stanovišta minimiziranja opasnosti od nezgoda i nakon stvrdnjavanja donjeg osnovnog sloja 1 koji fiksira donji deo nosećih elemenata 3 ovaj gornji obod 5 omogućava da pre postavljanja pokrivnog sloja 2 vozila mogu da se kreću po svojoj površini bez opasnosti da im gume ne preseku oštre gornje ivice nosećih elemenata 3. Takođe je poželjno ako noseći elementi 3 imaju simetrični presek, tj. imaju sličan širok donji obod 5 kao što je prikazano na sl. 3 koji ojačava njihov oslonac u osnovnom sloju 1.

[0028] Sl.4 prikazuje trake 6 koje čine noseće elemente 3 postavljene u razmaknutom rasporedu da bi se prikazalo da formiranje zatvorene konstrukcije koja definiše rupe nije nezamenljiv uslov, jer trake 6 sa svojim vijugavim linijama mogu biti dovoljno stabilne nakon stvrdnjavanja osnovnog sloja 1 u koji su umetnuti njihovi donji delovi. U slučaju puteva projektovanih za manje opterećenje, takav otvoreni projekat, takođe, može pružiti potrebnu stabilnost. Ako su potrebni, noseći elementi 3, takođe, mogu biti izrađeni u obliku traka, a da nemaju proširene obode 5 postavljene normalno na njihove ravne površine u osnovnom sloju 1.

[0029] Sada se upućuje na sl.5 koja prikazuje presek puta nakon što je završen. Кao što je ranije opisano, nakon stvrdnjavanja osnovnog sloja 1 sa prethodno ubačenim nosećim elementima 3, pokrivni sloj 2 će biti postavljen odozgo izlivanjem u mekanom, pastoznom stanju. Visina izbočenja nosećih elemenata 3 iznad osnovnog sloja 1 nije kritična, ali je poželjno ako je ta visina najmanje jednaka visini polovine prosečne veličine kamenih komada 7 koji čine šljunak u pokrivnom sloju 1 tako da zidovi nosećih elemenata 3 mogu pružiti dovoljan otpor protiv pritiska ovih komada 7. Dubina u koju treba ugraditi noseće elemente 3 u osnovni sloj 1 može se odrediti samo ako se zna potrebno opterećenje, ali je takođe poželjno ako je dubina najmanje polovina prosečne veličine komada šljunka u osnovnom sloju 1. Sl. 5 prikazuje noseće elemente 3 sa različitim izbočenim visinama. U bilo kom datom tehničkom rešenju, izabrana je samo jedna visina izbočenja.

[0030] Iz prikazanih primera podrazumeva se da postoji nekoliko načina za podupiranje pokrivnog sloja 2 od asfalta, a od ovih mogućnosti izbor treba izvršiti u skladu sa lokalnim uslovima na određenoj lokaciji, budžetskim ograničenjima ili drugim uslovima. Suština leži samo u tome da noseći elementi 3 umetnuti u i vezani za osnovni sloj 1 stabilizuju pokrivni sloj 2 asfalta i sprečavaju njegovo pomeranje čak i pod istovremenim dejstvom prethodno pomenute tri vrste opterećenja.

Claims

Patentni zahtevi

1. Ojačana putna konstrukcija na bazi betona pokrivena asfaltom koja obuhvata osnovni sloj (1) napravljen od betona sa uglavnom horizontalnom gornjom površinom i postavljen direktno ili kroz potkonstrukciju na tlu i najmanje jedan izliveni pokrivni sloj (2) na njemu izrađen od asfalta, i noseće elemente (3) postavljene između osnovnog sloja (1) i pokrivnog sloja (2), naznačena time što su noseći elementi (3) ubačeni u unapred određenu dubinu u osnovni sloj (1) pre njegovog stvrdnjavanja, tako da delimično štrče iz osnovnog sloja (1) u smeru normalnom na gornju površinu i deo koji štrči pruža zaštitu pokrivnom sloju (2) od pomeranja u odnosu na osnovni sloj (1) pod opterećenjima kojima je put izložen, a noseći elementi (3) su pljosnate trake sa zidovima koji su suštinski normalni na površinu osnovnog sloja (1) i koji obuhvataju naknadne delove sa različitim pravcima da formiraju odgovarajuće vijugave linije.

2. Putna konstrukcija prema patentnom zahtevu 1, naznačena time što se vijugave trake formirane od nosećih elemenata (3) pružaju jedna pored druge tako da su duž određenih delova međusobno povezane da bi zajedno formirale niz zatvorenih oblika.

3. Putna konstrukcija prema patentnim zahtevima 1 ili 2, naznačena time što su odgovarajući otvori predviđeni u nosećim elementima (3) koji se protežu do gornje površine osnovnog sloja (1), a na donjim ivicama otvora presavijaju se odgovarajući urezani jezičci (4) da bi se sprečilo da noseći elementi (3) urone u materijal osnovnog sloja (1) kada je još uvek u pastoznom stanju.

4. Putna konstrukcija prema patentnim zahtevima 2 ili 3, naznačena time što je zatvoreni oblik trougao, kvadrat, krug ili šestougao.

5. Putna konstrukcija prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 4, naznačena time što pokrivni sloj (2) sadrži komade šljunka izrađene od kamena, a noseći elementi (3) pružaju se od gornje površine osnovnog sloja (1) najmanje do visine polovine prosečne veličine navedenih komada šljunka.

6 Putna konstrukcija prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 5, naznačena time što gornje stranice nosećih elemenata (3) imaju širi gornji obod (5).

7. Putna konstrukcija prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 6, naznačena time što su noseći elementi (3) postavljeni jedan pored drugog da bi formirali odgovarajuće pravilne oblike koji su međusobno povezani.