Структура композиционного нетканого метериала

Полезная модель относится к структуре композиционного гибкого нетканого материала, предназначенного для укрепления верхнего слоя грунта или дороги с целью предотвращения формирования трещин при действии значительных циклических нагрузок. Структура композиционного нетканого материала для армирования дорожных покрытий состоит из двух компонент. Первый компонент выполнен в форме сетки с крупными ячейками, образованными двумя группами расположенных в продольном и поперечном направлениях волокон. В узлах сетки обе группы волокон образуют трехслойную структуру так, что группа поперечных волокон уложена между разделенными на верхнюю и нижнюю подгруппы продольными волокнами. Второй компонент выполнен из перфорированного материала, изготовленного иглопробивным способом. Первый и второй компоненты соединены между собой путем склеивания под действием температуры и давления. 2 з.п. ф-лы, 3 фиг., 1 пример.

Полезная модель относится к структуре композиционного нетканого материала, предназначенного для укрепления верхнего слоя грунта или дороги, выполненного из битума, асфальта или подобного материала, с целью предотвращения формирования трещин.

Полезная модель может быть использована в строительстве при сооружении автомобильных и железных дорог, земляных сооружений, оснований и фундаментов зданий, в частности может быть использована для армирования дорожных покрытий в объектах, где предъявляются повышенные требования к прочности материала, когда изделие эксплуатируется в сложном состоянии при действии значительных циклических нагрузок.

Известно, что в современной практике возведения дорог и благоустройства территорий в качестве армирующей конструкции применяется так называемый геотекстиль, который сокращает стоимость строительства, делает конструкцию более прочной и долговечной. Применение качественного армирующего геотекстиля позволяет предотвратить образование трещин в асфальте за счет поглощения напряжения растяжения, в то время как асфальт передает напряжение сжатия.

Длительное время для получения хорошего соединения находящихся по обе стороны армирующей сетки слоев дорожного покрытия, армирующую сетку выполняют с крупными ячейками. Линейные размеры ячейки превышают размеры зерна применяемой для дорожного покрытия смеси, предпочтительно, в 2-2,5 раза. Благодаря покрытию веществом, усиливающим адгезию, известные армирующие сетки имеет полужесткую конструкцию.

Из международной публикации WO 98/35100, основанной на международной заявке РСТ/ЕР98/00579, известна структура армирующей сетки для укрепления верхнего слоя грунта. Армирующая сетка сплетена из продольных проволок и снабжена укрепляющими элементами, проходящими в поперечном направлении, имеет стабильную форму. Однако при использовании известной сетки проблема состоит в том, что размотанная армирующая Сетка соскальзывает и коробится с образованием складок, особенно в том случае, если по проложенной сетке проезжает транспортное средство.

Патент DE, 2000937 раскрывает текстильную сетку для армирования покрытий дорог, которая имеет покрытие веществом, усиливающим адгезию и имеющим химическое сродство битумом, чтобы обеспечить хорошее сцепление между текстильной сеткой и слоями, связанными с помощью битума.

В патенте RU, 2103439 раскрыта структура армирующего композиционного материала, включающая нетканый иглопробивной материал и армирующие элементы, выполненные в форме полос из стекложгута, предварительно пропитанного термопластовым клеем, при этом армирующие элементы размещены на иглопробивном материале с постоянным шагом 20-50 мм друг от друга и скреплены с иглопробивным материалом по всей поверхности материала посредством термопластового клея. Армирование иглопробивного материала стекложгутом способствует повышению прочностных и снижению деформационных характеристик, однако известный армирующий композитный материал не является достаточно гибким.

Патент RU, 2166019 раскрывает структуру текстильной сетки с крупными ячейками для армирования дорожных покрытий. Известная текстильная сетка состоит из двух комплектов нитей, причем один комплект нитей проходит в продольном направлении сетки, а другой комплект нитей в поперечном направлении сетки. Нити выполнены из стекловолокна и уложены рашельным методом на нетканый материал, причем соединительные рашельные нити охватывают проходящие в продольном направлении нити сетки и фиксируют поперечные нити. Фиксирование текстильной сетки на нетканом материале с помощью рашельных нитей является трудоемким способом, что приводит к удорожанию армирующего композитного материала.

В рамках данной заявки решается задача разработки структуры композиционного нетканого материала для армирования дорожных покрытий, имеющего стабильную форму и меньшую себестоимость при сохранении достаточной прочности и гибкости. Кроме того, решается задача разработки такой конструкции армирующего нетканого материала для слоев, связанных с помощью битума и асфальта, которая лучше сцепляется с дорожным полотном при сохранении гибкости композиционного материала.

Поставленная задача решается благодаря тому, что структура композиционного нетканого материала для армирования дорожных покрытий состоит из двух компонент, при этом первый компонент выполнен в форме сетки с ячейками, образованными двумя группами расположенных под прямым углом друг к другу в продольном и поперечном направлениях волокон, удерживаемых с помощью связующего и отдаленных в каждой группе одно от другого с регулярным шагом, в котором обе группы волокон образуют трехслойную структуру так, что группа поперечных волокон уложена между разделенными на верхнюю и нижнюю подгруппы продольными волокнами, а второй компонент выполнен в форме перфорированного материала, изготовленного иглопробивным способом, кроме того, первый и второй компоненты соединены между собой путем склеивания под действием температуры и давления.

Предпочтительно, что волокна каждой группы первого компонента композиционного нетканого материала были выполнены из стеклоровинга с линейной плотностью не менее 400 текс.

Целесообразно, чтобы второй компонент был выполнен из полипропилена и имел вес, отнесенный к единице площади, из диапазона 25-30 г/м.

Результатом выполнения указанных выше признаков является образование новой структуры композиционного нетканого материала с иным типом связи между ее компонентами, в результате чего изделие приобретает высокие механические показатели при достаточно низкой плотности и высокой гибкости.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, включающим следующие чертежи:

фиг.1 - вид сверху на структуру композиционного нетканого материала, согласно полезной модели;

фиг.2 - вертикальный разрез А-А структуры композиционного нетканого материала, выполненный вдоль продольных волокон первого компонента материала;

фиг.3 - вертикальный разрез Б-Б структуры композиционного нетканого материала, выполненный вдоль поперечных волокон первого компонента материала.

На фиг.1, фиг.2 и фиг.3 раскрыта структура композиционного нетканого материала для армирования дорожных покрытий, согласно полезной модели, состоящая из двух компонент, расположенных один под другим, в которой первый компонент выполнен в форме сетки с крупными ячейками, а второй компонент выполнен в виде перфорированного материала, при этом первый компонент уложен на второй компонент.

Для раскрытия сущности полезной модели на графических материалах введены следующие обозначения: 1 - поперечные волокна первого компонента; 2 - продольные волокна первого компонента; 3 - второй компонент в виде перфорированного материала, изготовленного иглопробивным методом; 4 - отверстия перфорированного материала.

Поперечные и продольные волокна первого компонента выполняют функцию армирующих элементов в структуре композиционного нетканого материала. Для пояснения сущности данной полезной модели приведен неисключающий пример реализации структуры материала.

Пример.

Армирующие поперечные волокна первого компонента 1, образованные группой поперечных волокон стеклоровинга с линейной плотностью 400 текс, уложены между разделенными на верхнюю и нижнюю подгруппы продольными волокнами 2 с образованием в узлах сетки трехслойной структуры (на фиг.1 показана только верхняя подгруппа продольных волокон, а нижняя подгруппа продольных волокон не показана). Проходящие в продольном и поперечном направлении и воспринимающие нагрузку армирующие элементы, выполнены из стеклоровинга, имеющего прочность на разрыв в диапазоне от 50 до 200 кН/м. Армирующие поперечные волокна первого компонента 1 и продольные волокна первого компонента 2 прикреплены ко второму компоненту в виде перфорированного материала 3 в поперечном направлении композиционного материала методом склеивания под действием температуры и давления. При закреплении армирующих волокон первого компонента 1 на втором компоненте 2, выполненном в виде перфорированного нетканого материала, становится возможным стабилизировать форму армирующего покрытия и получить лучшее укрепление битума или асфальта. Второй компонент выполнен из полипропиленовых волокон.

Композиционный нетканый материал укладывают без складок, прежде чем на него нанесут смесь для дорожного покрытия. Важно, чтобы армирующие поперечные волокна первого компонента 1, прикрепленные термосклеиванием под давлением в поперечном направлении композиционного материала ко второму компоненту в виде перфорированного материала 3 с отверстиями 4 были в достаточной степени соединены с асфальтом дороги, чтобы эффективно укреплять дорогу и предотвращать образование трещин.

Армирующие поперечные волокна первого компонента 1, образованные группой поперечных волокон из стеклоровинга с линейной плотностью не менее 400 текс и прикрепленные в поперечном направлении ко второму компоненту в виде перфорированного материала 2 композиционного нетканого материала, поглощают растягивающее напряжение, возникающее вследствие воздействия на дорожное покрытие тяжелых транспортных средств. Армирующие элементы снижают уровень смещения в стороны дорожного покрытия, предотвращая таким образом образование трещин в продольном направлении дороги.

Существенное преимущество данной структуры композиционного материала в соответствии с настоящей полезной моделью состоит в том, что продольные и поперечные волокна из стеклоровинга линейной плотностью не менее 400 текс, прикрепленные термосклеиванием под давлением к перфорированному нетканому материалу, работают в совокупности как устройство, фиксирующее линейные размеры и форму армирующего композиционного нетканого материала в покрытии дороги, что служит для улучшения сцепления.

Данная структура композиционного нетканого материала предназначена для применения в качестве армирующей прослойки в асфальтобетонных покрытиях и основаниях автомобильных дорог. В данной конструкции композиционного нетканого материала как его армирующие элементы, образованные поперечными волокнами первого компонента композиционного материала, выполненного в форме сетки с крупными ячейками, так и узлы сетки, имеющие трехслойную структуру так, что группа поперечных волокон уложена между разделенными на верхнюю и нижнюю подгруппы продольными волокнами, позволяют получить прочное закрепление в асфальте дороги.

Другим важным преимуществом данного композиционного нетканого материала в соответствии с настоящей полезной моделью является то, что соединение первого и второго компонентов композиционного материала достигается склеиванием, при этом композиционный материал является прочным и гибким. Кроме того, поперечные армирующие элементы первого компонента 1, уложенные между двумя подгруппами (верхней и нижней) продольных армирующих элементов, обеспечивают лучшее распределение нагрузки, при этом гранулированный материал дорожного покрытия задерживается вторым компонентом 2, выполненным из перфорированного нетканого материала, и, таким образом, действуя как единая система, укрепляют асфальт дороги.

Коммерческое преимущество данного композиционного нетканого материала состоит в снижении себестоимости материала при сохранении его прочности, долговечности и гибкости в условиях значительных циклических воздействий давления и температуры.

1. Структура композиционного нетканого материала для армирования дорожных покрытий, состоящая из двух компонентов, где первый компонент выполнен в форме сетки с крупными ячейками, образованными двумя группами расположенных под прямым углом друг к другу в продольном и поперечном направлениях волокон, удерживаемых с помощью связующего и отдаленных в каждой группе одно от другого с регулярным шагом, в котором обе группы волокон образуют в узлах сетки трехслойную структуру так, что группа поперечных волокон уложена между разделенными на верхнюю и нижнюю подгруппы продольными волокнами, а второй компонент выполнен из перфорированного материала, изготовленного иглопробивным способом, кроме того, первый и второй компоненты соединены между собой путем склеивания под действием температуры и давления.

2. Структура по п.1, отличающаяся тем, что волокна каждой группы первого компонента выполнены из стеклоровинга с линейной плотностью не менее 400 текс.

3. Структура по п.1, отличающаяся тем, что второй компонент выполнен из полипропиленовых волокон и имеет вес на единицу площади из диапазона 25-30 г/м².