СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ГЕОРЕШЕТКИ И ПОЛИМЕРНАЯ ГЕОРЕШЕТКА Российский патент 2016 года по МПК E02D17/18 

Область техники

Изобретение относится к области строительства, более точно к георешеткам, предназначенным для применения в качестве армирующей и разделяющей прослойки в конструкциях земляного полотна линейных транспортных (автомобильных, железнодорожных, трубопроводных) и геотехнических сооружений.

Предшествующий уровень техники

Георешетки, в частности полимерные георешетки, используются для механической стабилизации грунта, в котором частицы грунта (гравия, щебенки) удерживаются георешеткой. При правильно подобранной структуре решетки происходит эффект заклинивания частиц грунта в георешетке, при этом предотвращается горизонтальное движение частиц искусственного основания. При динамическом воздействии на грунт георешетка препятствует перемещению вверх мелких частиц грунтового основания и повышает сдвигоустойчивость нижележащего грунтового слоя.

Для изготовления полимерной георешетки используют заготовку - лист (ленту) из полимерного материала. Заготовку перфорируют, а затем нагревают и вытягивают. В результате, перфорационные отверстия увеличиваются в несколько раз и разделяются полосками (ребрами) из ориентированного полимерного материала.

Из патента США №3386876, опубл. 04.06.1968, известен способ изготовления полимерной георешетки. В заготовке выполняют круглые перфорационные отверстия, центры которых образуют в заготовке множество правильных шестиугольников. Получаемая георешетка содержит множество круглых узлов, с выходящими из них одинаковыми полосками (ребер), расположенными вокруг этих узлов с образованием множества треугольников, которыми, в свою очередь, сформировано множество правильных шестиугольников с шестью угловыми узлами и одним центральным узлом. Такая георешетка является тяжелой и сравнительно непрочной.

Более легкая и прочная решетка может быть получена способом, раскрытым в патенте РФ №2303677, опубл. 27.07.2007, путем двухосного ориентирования полимерного материала заготовки. Получаемая георешетка содержит множество утолщенных узлов овальной формы, с выходящими из них более тонкими и узкими полосками (ребрами), расположенными вокруг этих узлов с образованием множества треугольников, которыми, в свою очередь, сформировано множество правильных шестиугольников с шестью угловыми утолщенными узлами и одним центральным утолщенным узлом. При этом две противолежащие от центрального утолщенного узла полоски расположены параллельно одному из направлений ориентации ячеистой структуры, а остальные полоски - под одинаковыми острыми углами (±30°) к нему.

Однако существенным недостатком остается неравномерная ширина полосок, значительно более узких в середине, чем по краям, примыкающим к узлам. Поэтому прочность полосок (ребер) может быть увеличена при лучшем ориентировании полимерного материал.

Раскрытие изобретения

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении прочности георешетки на разрыв за счет лучшего ориентировании полимерного материала в полосках (ребрах).

Указанный технический результат достигается в способе изготовления полимерной георешетки, включающем перфорирование и последующее вытягивание листа из полимерного материала, при этом перфорационные отверстия выполняют в виде равнобедренных треугольников и располагают рядами поперек листа вдоль прямых, совпадающих с основаниями треугольных отверстий в ряду, причем ряды, состоящие из одинаково ориентированных вдоль листа треугольных отверстий, располагают с заданным шагом (расстоянием между рядами) вдоль листа и треугольные отверстия каждого ряда чередуют с ориентированными в противоположную сторону треугольными отверстиями другого ряда, а вытягивание перфорированного листа осуществляют сначала вдоль, а затем поперек.

Размеры боковых сторон перфорационных отверстий (равнобедренных треугольников) могут быть от 2 мм до 8 мм, размеры основания - от 1,5 мм до 6 мм, в частности размеры сторон могут быть 4,8×4,8×3,6 мм.

Размеры всех перфорационных отверстий на листе могут быть равны.

В качестве полимерного материала может использоваться полипропиленом или сополимером полипропилена.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан перфорированный лист полимерного материла.

На фиг. 2 показан продольно вытянутый перфорированный лист полимерного материла.

На фиг. 3 показана полимерная георешетка.

Осуществление изобретения

Ниже приводится описание производства заявленной полимерной георешетки.

Полимерная георешетка изготавливается из полотна (листа) полипропилена методом экструзии с последующим перфорированием и ориентированием. Сформированное на каландрах полотно толщиной 4,0-9,0 мм и шириной 1000-1350 мм поступает на электромеханический перфоратор, где происходит просечка отверстий на всей площади полотна. Размер отверстия просечки треугольной формы со сторонами 4,8×4,8×3,6 мм, шаг просечки а₀ составляет 21,15 мм, как показано на фиг. 1. Расстояние между отверстиями вдоль полотна (размер шага) регулируют протяжным устройством.

Треугольные отверстия каждого ряда чередуют с ориентированными в противоположную сторону треугольными отверстиями другого ряда со смещением вдоль листа, что обеспечивает формирование узлов георешетки так, чтобы в ее структуре оси симметрии ребер не пересекались в одной точке узла, в результате чего отсутствует непрерывная ориентация ребер сформированных между бедрами равнобедренных треугольников и ребра с противоположных сторон узла георешетки не являются продолжением друг друга.

Другим важным моментом является получение в полимерной георешетке четырехгранных ребер с примерно равными сторонами в поперечном сечении вместо полосок, предполагающих, что их ширина значительно больше толщины.

Перфорированное полотно поступает в камеру продольной ориентации, где происходит его нагрев до температуры 90-110°С и продольное вытягивание (одноосное ориентирование). Полотно нагревают при прохождении через три пары медленных и три пары быстрых валов, обогреваемых маслом до заданной температуры. Параметры ленты после камеры продольной ориентации следующие: ширина ленты - 950-1150 мм, размер ячейки в длину b₁=40 мм, размер ячейки в ширину - 6-9 мм, как показано на фиг. 2.

После продольного ориентирования полотно заправляют в установку поперечной ориентации. Установка представляет собой камеру, в которую полуфабрикат подают с помощью двух клупповых цепей. Установка поперечной ориентации разделена на пять секций по ходу движения решетки: секция зажима, секция предварительного нагревания, секция поперечного растяжения, секция стабилизации, секция охлаждения и обрезки по ширине. Камера установки поперечной ориентации имеет четыре зоны нагрева, которые обогреваются циркулирующим горячим воздухом. Температура в секции предварительного нагревания и секции поперечного растяжения 130-160°С. Зажатая между двумя клупповыми цепями одноосноориентированная решетка (полуфабрикат) подается в камеру установки поперечной ориентации. В секции предварительного нагревания происходит разогрев решетки до пластичного состояния, в секции поперечного растяжения происходит поперечное ориентирование решетки, в секции стабилизации происходит релаксация решетки, в секции охлаждения решетка остывает и тянущими валами подается к узлу намотки, при этом идет обрезка кромок решетки пластинчатыми или дисковыми ножами. Получаемая в результате георешетка показана на фиг. 3, ее узлы 1 и ребра 2. Длина каждого ребра 40 мм, толщина каждого ребра 1,5 мм, ширина каждого ребра изменяется от 2 мм по краям до 1 мм в середине. На фиг. 3 видно, что ребра, находящиеся с противоположных сторон узла георешетки, смещены друг относительно друга в поперечном направлении.

Затем наматывают рулоны решетки требуемой длины, после чего рулон снимают и заправляют следующий.

Технологический процесс производства полимерных дорожных решеток является малоотходным производством, что позволяет в полном объеме использовать возвратные технологические отходы. Отходы, полученные при пуске линии или при переходе с одного вида решетки на другой, дробятся на измельчителе пластмасс, а также перерабатываются в гранулы на линии переработки отходов и виде крошки или гранул возвращаются в производство.

Изобретение относится к области строительства, а именно к георешеткам, предназначенным для применения в качестве армирующей и разделяющей прослойки в конструкциях земляного полотна линейных транспортных и геотехнических сооружений. Способ изготовления полимерной георешетки включает перфорирование и последующее вытягивание листа из полимерного материала. Перфорационные отверстия выполняют в виде равнобедренных треугольников и располагают рядами поперек листа вдоль прямых, совпадающих с основаниями треугольных отверстий в ряду. Ряды, состоящие из одинаково ориентированных вдоль листа треугольных отверстий, располагают с заданным шагом. Треугольные отверстия каждого ряда чередуют с ориентированными в противоположную сторону треугольными отверстиями другого ряда. Вытягивание перфорированного листа осуществляют сначала вдоль, а затем поперек. Технический результат состоит в повышении прочности георешетки на разрыв за счет лучшего ориентирования полимерного материала в полосках, ребрах. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ изготовления полимерной георешетки, включающий перфорирование и последующее вытягивание листа из полимерного материала, отличающийся тем, что перфорационные отверстия выполняют в виде равнобедренных треугольников и располагают рядами поперек листа вдоль прямых, совпадающих с основаниями треугольных отверстий в ряду, причем ряды, состоящие из одинаково ориентированных вдоль листа треугольных отверстий, располагают с заданным шагом, при этом треугольные отверстия каждого ряда чередуют с ориентированными в противоположную сторону треугольными отверстиями другого ряда, а вытягивание перфорированного листа осуществляют сначала вдоль, а затем поперек.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размеры боковых сторон и основания выполненных в виде равнобедренных треугольников перфорационных отверстий составляют, соответственно, от 2 мм до 8 мм и от 1,5 мм до 6 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размеры всех перфорационных отверстий равны.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полимерный материал является полипропиленом или сополимером полипропилена.

5. Полимерная георешетка, отличающаяся тем, что изготовлена способом по п. 1.