Дорожный отбойник Российский патент 2023 года по МПК E01F15/04 E01F15/08 

Изобретение относится к области дорожного строительства и, в частности, может быть использовано для обеспечения надежного разделения движения автомобильных потоков отбойниками на дорогах и автотрассах.

Известны бетонные дорожные отбойники таврового типа, устанавливаемые на разделительной полосе автодороги. Например, блок парапетного ограждения двухсторонний по ГОСТ Р 52289-2019 Технические средства организации дорожного движения (п.3.1., Рис. В.27-Рис. В.29).

Однако у таких блоков повышенная жесткость, что повышает степень травматизма водителей и пассажиров при столкновении автотранспорта с дорожным блоком.

Известно также применение в автомобильной промышленности рессор, для гашения энергии ударов, действующие на подвеску автомобиля в процессе его движения (RU, п. №97297, МПК B60G 11/00, 2010).

Однако применение автомобильных рессор в качестве гасителей ударной нагрузки для бетонных изделий не обнаружено.

Наиболее близким техническим решением является дорожный отбойник, устанавливаемый на разделительной полосе автодороги в виде бетонных столбов, на противоположных сторонах которого, обращенные к полосам автомобильного движения, выполнены защитные слои, состоящие из протяженных фигурных элементов в виде железнодорожных рельсов (П.№2545190, E01F 15/04, 2015).

Однако, несмотря на использование такого оригинального конструкторского приема, к недостаткам известного решения следует отнести зависимость эффективности работы защитного устройства от диаметра колес транспортного средства и угла его наезда на ограждение, а также достаточно высокую жесткость железнодорожных рельсов, что не позволяет существенно увеличить время поглощения энергии удара, а значит, и не позволяет существенно уменьшить динамическую перегрузку транспортного средства. Причем при высоких скоростях и больших углах наезда транспортного средства на железнодорожный рельс ограждения степень безопасности водителя и пассажиров значительно снижается, а также повышается степень повреждения транспортного средства. Кроме этого, к недостаткам известного технического решения можно отнести также сложность конструкции и ремонта самого дорожного отбойника в случае столкновения с автомобилем, что снижает, в целом, эффективность его использования.

В основе настоящего изобретения лежит задача по разработке дорожного отбойника с повышенной защитной надежностью.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленного изобретения, является упрощение конструкции и повышение технологичности монтажа и ремонта дорожных отбойников, повышение их эксплуатационной надежности, снижающих энергию удара, и, соответственно, снижающих травматизм водителя и пассажиров, а также снижающий повреждаемость транспортного средства при аварийном наезде на дорожное ограждение, повышая, в целом, эффективность использования бетонных дорожных отбойников.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что дорожный отбойник, состоящий из бетонного блока, установленный на разделительной полосе автодороги, на противоположных сторонах которого, обращенные к полосам автомобильного движения, выполнены защитные слои, состоящие из протяженных демпферных фигурных элементов, при этом демпферные элементы защитного слоя дорожного отбойника закреплены на боковой поверхности бетонного блока и выполнены в виде автомобильных полосовых рессор, установленные выпуклостью наружу в несколько ниток как по длине, так и поперек боковой поверхности бетонного блока, образуя дискретные упругие буферные элементы. Демпферные элементы могут быть выполнены сборными крестообразной формы, состоящие, по крайней мере, из двух взаимно перекрещивающихся и скрепленных между собой полосовых рессор. Демпферные элементы могут быть выполнены сборными, состоящие, из четырех взаимно перекрещивающихся и скрепленных между собой полосовых рессор.

Исполнение дорожного отбойника, на противоположных сторонах которого, обращенные к полосам автомобильного движения, выполнены защитные слои, состоящие из протяженных демпферных фигурных элементов, выполненные в виде автомобильных полосовых рессор, установленные выпуклостью наружу в несколько ниток как по длине, так и поперек боковой поверхности бетонного блока, образуя дискретные упругие буферные элементы, позволяет, во-первых, упростить формирование защитного слоя за счет использования демпферных элементов в виде простых изделий - автомобильных полосовых рессор; во-вторых, облегчить процесс установки и замены демпферных элементов в случае их разрушения; в-третьих, повысить прочность, а значит сопротивляемость бетонного блока в случае установки автомобильных полосовых рессор в несколько ниток как по длине, так и поперек боковой поверхности бетонного блока; в-четвертых, появляется возможность практической утилизации отработанных рессор.

Исполнение дорожного отбойника, где демпферные элементы выполнены сборными крестообразной формы, состоящие, по крайней мере, из двух взаимно перекрещивающихся и скрепленных полосовых рессор, позволяет, во-первых, за счет работы не одного упругого материала - полосовой рессоры, а двух взаимно перекрещивающихся и скрепленных полосовых рессор, в этом случае эффективнее гасится энергия удара за счет большей площади восприятия удара, что позволяет в большей степени сопротивляться ударной нагрузке; во-вторых, за счет большей опорной поверхности такой демпферный элемент более устойчив при восприятии удара.

Исполнение дорожного отбойника, где демпферные элементы выполнены сборными, состоящие, из четырех взаимно перекрещивающихся и скрепленных полосовых рессор, позволяет, во-первых, проще устанавливать демпферные элементы, изготовленные в виде сборных изделий, во-вторых, воспринимать более сильные ударные нагрузки под разными углами, а с учетом возможности регулирования жесткости демпферных элементов и их распределения на поверхности дорожного отбойника, появляется возможность их использования более рационально, включая как вторичное сырье, и, соответственно, более экономично, что, в целом, повышает эффективность использования предложенного технического решения.

Дорожный отбойник поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструктивная схема дорожного блока с наружным защитным слоем из демпферных элементов в виде продольных и поперечных полосовых рессор; на фиг.2 - вид I; на фиг.3 - конструктивная схема дорожного блока с наружным защитным слоем из демпферных элементов крестообразной формы; на фиг.4 - конструктивная схема дорожного блока с наружным защитным слоем из демпферных элементов квадратообразной формы.

На фиг.1 - фиг.4 обозначено: 1 - несущая часть; 2 - продольные полосовые рессоры; 3 - поперечные полосовые рессоры; 4 - хомуты; 5 - саморезы; 6 - сборные демпферные элементы крестообразной формы; 7 - сборные демпферные элементы в виде четырех взаимно перекрещивающихся и скрепленных полосовых рессор.

Дорожный отбойник состоит из несущей части 1, на боковой поверхности которой выполнен наружный защитный слой из демпферных элементов в виде автомобильных полосовых рессор, закрепленные по его длине в продольном направлении 2 и поперечном направлении 3, например, хомутами 4 с помощью саморезов 5 (фиг.1, фиг.2).

Кроме этого, в отдельных случаях демпферные элементы из полосовых рессор могут быть выполнены сборными, состоящие, например, из двух скрещенных полосовых рессор 2, 3 крестообразной формы 6 (фиг.3), а также демпферные элементы 7, состоящие, например из четырех полосовых рессор 2,3 (фиг.4).

Размеры демпферных элементов, характеристики упругих элементов, а также их количество, задаются из условий работы дорожного отбойника и величины воспринимаемой ударной нагрузки.

Дорожный отбойник с демпферными элементами из полосовых рессор изготавливают и работает следующим образом.

Сначала изготавливают или используют стандартный бетонный дорожный отбойник, например, блок парапетного ограждения двухсторонний по ГОСТ Р 52289-2004. Далее подготавливают демпферные элементы, для чего нарезают и изгибают из пружинной стали полосы в виде рессоры или используют отработанные автомобильные листовые рессоры (например, согласно ГОСТ 33556-2015. Рессоры листовые автомобильных транспортных средств).

Для восприятия повышенных ударных нагрузок демпферные элементы изготавливают сборными крестообразной формы или состоящие из четырех полосовых рессор, скрепляя полосы, например, хомутами (фиг.3, фиг.4).

После этого устанавливают изготовленные демпферные элементы в виде полосовых рессор на боковых поверхностях дорожного отбойника, для чего их закрепляют, например, хомутами 4 с саморезами 5 (фиг.1, фиг.2).

Для более эффективной работы защитного слоя используют сборные демпферные элементы из полосовых рессор крестообразной формы 6 (фиг.3), которые закрепляют на дорожном отбойнике, например, хомутами с использованием саморезов, что проще собирать и ремонтировать.

При восприятия повышенных ударных нагрузок демпферные элементы изготавливают сборными, состоящие из четырех полосовых рессор, скрепляя полосы, например, хомутами (фиг.4).

Готовый дорожный отбойник с защитными слоями монтируется на трассе согласно техническим нормам.

Работает дорожный отбойник следующим образом. При наезде на бетонное ограждение - дорожный отбойник с защитным слоем из демпферных элементов в виде в виде автомобильных полосовых рессор, установленные выпуклостью наружу в несколько ниток как по длине, так и поперек боковой поверхности бетонного блока, образуя дискретные упругие буферные элементы, автомобиль ударяется по ним, вызывая их частичную деформацию, при этом энергия удара гасится.

В случае действия более сильных ударов наиболее эффективно защита работает, если дорожный отбойник оборудован с защитным слоем из сборных демпферных элементов из полосовых рессор крестообразной формы. При этом эффективнее гасится энергия удара за счет совместной работы нескольких полосовых рессор, которые образуют сборный демпферный элемент, состоящий из четырех полосовых рессор.

При действии ударной нагрузки полосовые рессоры работают, в основном, на обжатие, а не на сжатие или растяжение, что позволяет в большей степени сопротивляться ударной нагрузке. В этом случае автомобиль вначале ударяется по краю сборных демпферных элементов, вызывая их обжатие - частичную деформацию, которая передается каждой полосовой рессоре сборного демпферного элемента. При дальнейшем движении автомобиля за счет совместной их работы и происходит замедленное во времени поглощение кинетической энергии автотранспорта и, соответственно, гашение энергии удара, что способствует уменьшению динамической его перегрузки, повышая безопасность людей, предотвращая полное разрушение.

Кроме этого, упрощается ремонт самого дорожного отбойника в случае столкновения с автомобилем, особенно, когда упругая оболочка состоит из пружинных дискретных демпферных элементов, что повышает, в целом, эффективность его использования.

На общей конструктивной схеме дорожного отбойника (фиг.1 - фиг.4) видно, что основные конструктивные элементы защитного слоя дорожного отбойника, выполненные в виде отдельных полосовых рессор или готовых сборных демпферных элементов, образуют сеть искусственных упругих ребер, которые воспринимают, гасят и равномерно передают оставшуюся ударную нагрузку на бетонный слой, что в этом случае приводит к повышенной сопротивляемости действию ударной нагрузке дорожного отбойника. Поэтому предлагаемая конструкция дорожного отбойника может работать более эффективно. При этом упрощается конструкция и повышается технологичность, снижается трудоемкость выполнения операций по изготовлению дорожного отбойника с защитным слоем.

Для обоснования работоспособности предлагаемого технического решения - дорожного отбойника с улучшенными эксплуатационными свойствами были выполнены лабораторные модельные испытания.

Для этого изготавливались бетонные кубики со стороной 100 мм, как чисто бетонные, так и сборные с верхним наружным слоем, на котором закреплялись хомутами две нитки дискретных пружинных стальных изогнутых полос длиной 6 мм каждая.

Для изготовления бетонных кубиков использовалась цементно-песчаная смесь в соотношении 1:3. Песок использовался карьерный, средней крупности, вяжущее - портландцемент М500. Водоцементное отношение задавалось 0,5. Бетонные кубики формовались на виброплощадке с вертикально направленными колебаниями с последующей тепловой обработкой в пропарочной камере.

Испытания на ударную нагрузку чисто бетонных и сборных кубиков с защитным слоем выполнялись на лабораторном копре.

В процессе испытаний было зафиксировано хрупкое разрушение чисто бетонных кубиков на 12 ударе. Однако, при испытании сборных кубиков, защищенные слоем из демпферных элементов, разрушение произошло на 17 ударе, что говорит об эффективной работе демпферной системы.

Учитывая полученные положительные результаты испытаний сборных бетонных кубиков, защищенные слоем из демпферных элементов в виде дискретных пружинных стальных изогнутых полос можно сделать вывод, что использование предлагаемой конструкции дорожного отбойника с новым защитным демпферным слоем позволит упростить конструкцию и технологию изготовления дорожного отбойника, а также снизить энергию удара и степень повреждения транспортного средства. При этом используемые формы для изготовления дорожных бетонных отбойников остаются прежними.

Дорожный отбойник с защитным слоем против ударной нагрузки был изготовлен в виде модели и испытан в строительной лаборатории кафедры ПСК ТвГТУ, и показал повышенные защитно-эксплуатационные характеристики, а также возможность его изготовления в заводских условиях.

Изобретение относится к области дорожного строительства. Дорожный отбойник состоит из бетонного блока, установленного на разделительной полосе автодороги, на противоположных сторонах которого, обращенные к полосам автомобильного движения, выполнены защитные слои, состоящие из протяженных демпферных фигурных элементов. Демпферные элементы защитного слоя дорожного отбойника закреплены на боковой поверхности бетонного блока и выполнены в виде автомобильных полосовых рессор, установленных выпуклостью наружу в несколько ниток как по длине, так и поперек боковой поверхности бетонного блока, образуя дискретные упругие буферные элементы. Технический результат - обеспечение надежного разделения движения автомобильного потока отбойником на дорогах и автотрассах. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Дорожный отбойник, состоящий из бетонного блока, установленного на разделительной полосе автодороги, на противоположных сторонах которого, обращенных к полосам автомобильного движения, выполнены защитные слои, состоящие из протяженных демпферных фигурных элементов, отличающийся тем, что демпферные элементы защитного слоя дорожного отбойника закреплены на боковой поверхности бетонного блока и выполнены в виде автомобильных полосовых рессор, установленных выпуклостью наружу в несколько ниток как по длине, так и поперек боковой поверхности бетонного блока, образуя дискретные упругие буферные элементы.

2. Дорожный отбойник по п. 1, отличающийся тем, что демпферные элементы выполнены сборными крестообразной формы, состоящими, по крайней мере, из двух взаимно перекрещивающихся и скрепленных между собой полосовых рессор.

3. Дорожный отбойник по п. 1, отличающийся тем, что демпферные элементы выполнены сборными, состоящими из четырех взаимно перекрещивающихся и скрепленных между собой полосовых рессор.