ТРОТУАРНАЯ ПЛИТА Российский патент 2025 года по МПК E01C15/00 

Изобретение относится к покрытиям, специально предназначенным для пешеходных дорожек, тротуаров и велосипедных дорожек, изготовленных из цемента и других вяжущих материалов [E01C 15/00; E01C 5/06].

Из уровня техники известно ДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ [RU2747300 опубл. 04.05.2021], представляющее собой прямоугольные железобетонные плиты, уложенные рядами вдоль дорожного полотна на дорожное основание из железобетонных элементов. Железобетонные элементы основания представляют собой плиты одинаковой формы и размеров, что и плиты дорожного покрытия. Плиты основания уложены параллельными рядами вдоль дорожного полотна, а их суммарная ширина определяет ширину дорожного основания. Плиты дорожного покрытия уложены поверх дорожного основания со смещением относительно плит дорожного основания на половину длины и ширины указанных плит дорожного основания. По серединам боковых сторон плит дорожного основания и дорожного покрытия выполнены стыковочные элементы, предназначенные для обеспечения соединения как смежных плит дорожного основания и дорожного покрытия, так и плит дорожного основания и дорожного покрытия между собой.

Недостатком аналога является высокая тяжесть конструкции и, как следствие, сильная усадка на рыхлых грунтах, вплоть до невозможности применения на глинистых поверхностях.

Из уровня техники также известна ДВУХСЛОЙНАЯ ДОРОЖНО-ТРОТУАРНАЯ ПЛИТКА [RU208580 опубл. 24.12.2021], представляющая собой цельный монолитно склеенный блок из нижнего рабочего бетонного слоя и верхнего лицевого полимерного слоя, полученного на основе переработки отходов резиновой промышленности и обладающего заданной цветовой гаммой, стойкой к воздействию внешних климатических факторов, а также улучшенными характеристиками сцепления поверхности плитки с обувью, колесами велосипедов, самокатов, скутеров и прочих механических передвижных устройств, которая не требует повышенных затрат при изготовлении, и применения дополнительных устройств при ее накладке или демонтаже дорожно-тротуарных покрытий.

Недостатком аналога является отсутствие равномерного распределения нагрузки между плитами и, как следствие, проседание отдельных участков дорожного покрытия на рыхлых грунтах.

Наиболее близким по технической сущности аналогом является ТРОТУАРНАЯ ПЛИТА, КОНСТРУКЦИЯ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ И СПОСОБ НАКЛАДКИ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ [CN115404735 опубл. 18.08.2022], представляющая собой плиту дорожного покрытия, поверхность которой имеет форму правильного многоугольника, вершинный угол которой снабжен монтажной вогнутой частью (выступом) в направлении толщины, и монтажная вогнутая часть проходит через две параллельные поверхности плиты дорожного покрытия. Установочная вогнутая часть содержит две выемки, которые сообщаются друг с другом в направлении толщины, и площадь поперечного сечения первой выемки больше, чем площадь поперечного сечения второй выемки. В зависимости от типа тротуарной плиты и конструкции дорожного покрытия, при соединении множества тротуарных плит соединительные элементы могут быть встроены в тротуарные плиты через монтажные вогнутые части так, что соответствующие боковые поверхности могут быть легко прикреплены друг к другу.

Основной технической проблемой прототипа является неравномерность распределения нагрузки по телу плиты, отсутствие жесткого соединения между плитами при накладке, что может привести к сильной усадке как отдельных плит, так и целых участков дорожного покрытия.

Задача изобретения состоит в устранении недостатков прототипа.

Технический результат изобретения состоит в увеличении жесткости укладки плит на рыхлых грунтах и предотвращении усадки дорожного покрытия.

Указанный технический результат достигается за счет того, что тротуарная плита состоит из тела в форме квадратного параллелепипеда с отверстием в центре, имеющим форму перевернутой усеченной пирамиды с квадратными основаниями, по углам тела расположены выступы, направленные вверх, каждый из которых выполнен в виде усеченной пирамиды с квадратными основаниями, причем у каждого выступа две грани пирамиды расположены под прямым углом, совпадающим с соответствующим углом тела, при этом суммарная площадь малых оснований пирамид выступов равна площади малого основания пирамиды отверстия, а суммарная площадь больших оснований пирамид выступов равна площади большего основания пирамиды отверстия, а высота выступов равна высоте отверстия в теле.

В частности, тело имеет размеры стороны 200-700 мм.

В частности, высота выступа вместе с телом плиты составляет не менее 100 мм.

В частности, отверстие в центре имеет размер стороны большего основания 90-100 мм.

В частности, отверстие в центре имеет размер стороны меньшего основания 80-90 мм.

В частности, большее основание углового выступа имеет размер стороны 50-60 мм.

В частности, меньшее основание углового выступа имеет размер стороны 40-50 мм.

Краткое описание чертежей:

На фиг. 1 представлен вид тротуарной плиты снизу;

На фиг. 2 представлен вид тротуарной плиты сверху;

На фиг. 3 представлен вид тротуарной плиты сбоку;

На фиг. 4 представлен вариант сцепления плит, вид сверху;

На фиг. 5 представлен вариант сцепления плит, вид сбоку;

На фиг. 6 представлен общий вид углового выступа.

На фигурах обозначены: 1 - тело плиты, 2 - отверстие, 3 - выступ; 4 - большее основание выступа; 5 - меньшее основание выступа; 6 - внутреннее ребро углового выступа; 7 - внешнее ребро углового выступа; 8 - внутреннее угловое ребро отверстия.

Осуществление изобретения

Тротуарная плита имеет тело 1 в форме квадратного параллелепипеда с квадратным отверстием 2 в центре, имеющим форму усеченной пирамиды с прямоугольными большим и меньшим основаниями. Внутренние угловые ребра отверстия 8 имеют наклон, восходящий от большего основания отверстия к меньшему основанию отверстия. На углах тела имеются выступы 3, имеющие форму усеченной пирамиды с квадратными большим 4 и меньшим 5 основаниями. Три ребра 6 каждого углового выступа расположены под наклоном, восходящим от большего основания выступа к меньшему основанию выступа, а одно угловое внешнее ребро 7 каждого выступа расположено перпендикулярно к большему основанию тела плиты. Под наклоном от тела к меньшему основанию усеченной пирамиды выступа оказываются две грани, и вместе с тем две другие грани оказываются перпендикулярны телу плиты. Площадь меньшего основания отверстия в теле соответствует суммарной площади четырех меньших оснований выступов. Тротуарная плита имеет следующие параметры - тело в форме квадратного параллелепипеда со стороной 400 мм, имеющее квадратное отверстие в центре со стороной 100 мм большего основания и 90 мм меньшего основания. Высота самого тела плиты составляет 60 мм. Большее основание выступа имеет вид квадрата со стороной 50 мм, меньшее основание - 45 мм, высота выступа от тела плиты 50 мм, угол наклона ребер и граней выступа 91° относительно тела плиты. Расстояние между выступами составляет 120 мм, высота выступа вместе с телом плиты - 110 мм. Внутренние угловые ребра отверстия имеют наклон от просвета отверстия к меньшим плоскостям тела, равный 91° относительно меньшего основания тела плиты.

В альтернативных вариантах исполнения изобретения высота выступа вместе с телом плиты не менее 100 мм; тело плиты имеет сторону размером 200-700 мм; отверстие в центре имеет размер стороны большего основания 90-100 мм; отверстие в центре имеет размер стороны меньшего основания 80-90 мм; меньшее основание выступа имеет размер стороны 50-60 мм; меньшее основание выступа имеет размер стороны 40-50 мм; угол наклона каждого из трех ребер выступов составляет 91°-103°; угол наклона ребер отверстия относительно тела плиты составляет 91°-103°; расстояние между выступами составляет не менее 100 мм.

Представленные варианты реализации заявленного изобретения позволяют достичь технического результат, так как обеспечивается увеличение жесткости накладки тротуарных плит на рыхлых грунтах, а также предотвращается усадка дорожного покрытия.

Непосредственно перед началом работ выполняют разметку будущей территории, которая в последующем будет выложена тротуарными плитами. Для этого составляют подробный схематичный рисунок на плане участка, учитывая наличие посадок, строений, кустарников. Далее, при помощи кольев, веревки и измерительного инструмента, выполняют разметку будущего участка накладки. Перед тем, как класть тротуарную плиту, снимают защитный слой с выбранного для проведения отделочных работ участка. Если верхний слой представлен плотной глиной, суглинистой почвой или песком - обрабатываемую поверхность просто разравнивают. Далее высыпают слой щебня толщиной 7 см для обеспечения дренажа и утрамбовывают. Затем с помощью нити и кольев устанавливают уровень, по которому будут выравнивать плиты по высоте. Выкладывают первый (нижний) слой плит, вдавливая накладываемые плиты руками или при помощи резиновой киянки, выдерживая единый уровень плоскости. Далее выкладывают второй (верхний) слой тротуарных плит таким образом, чтобы выступы нижележащих плит входили в отверстие верхней плиты, сцепляясь по принципу "шип-паз" и соблюдая уровень плоскости. Этому способствует соответствие площади меньшего основания отверстия в теле верхней плиты и суммы площадей четырех меньших оснований угловых выступов плит, лежащих снизу, а также равенство углов наклона ребер выступов и равенство углов наклона внутренних угловых ребер отверстия. Покрытие готово к эксплуатации.

Пример использования тротуарной плиты на песчаном грунте. Для укладки плит на песчаный грунт предварительно размечают и разравнивают рабочую поверхность, удаляют неровности, которые могут помешать ровному выкладыванию плит. Далее высыпают слой щебня толщиной 7 см для обеспечения дренажа и утрамбовывают. Затем с помощью нити и кольев устанавливают уровень, по которому будут выравнивать плиты по высоте. На песчаном грунте применяют плиты с размером стороны тела плиты 240 мм, размером стороны большего основания 95 мм, размером стороны меньшего основания 85 мм, высотой тела плиты 75 мм, размером стороны большего основания выступа 47,5 мм, размером стороны большего основания выступа 42,5 мм, высотой выступа 75 мм и углом наклона ребер выступа и внутренних угловых ребер отверстия 93°. Выкладывают первый (нижний) слой тротуарных плит, вдавливая накладываемые плиты руками или при помощи резиновой киянки, выдерживая единый уровень плоскости. Далее выкладывают второй (верхний) слой плит таким образом, чтобы выступы нижележащих плит входили в отверстие верхней плиты, сцепляясь по принципу "шип-паз" и соблюдая уровень плоскости. Этому способствует соответствие площади большего основания отверстия в теле верхней плиты - 9025 мм² - и суммы площадей четырех больших оснований угловых выступов плит, лежащих снизу - 2256,25*4=9025 мм², соответствие площади меньшего основания в теле верхней плиты - 7225 мм² - и суммы площадей четырех меньших оснований 1086,25*4=7225 мм², а также равенство углов наклона ребер выступов и равенство углов наклона внутренних угловых ребер отверстия. Покрытие готово к эксплуатации.

Пример использования тротуарной плиты на глинистых грунтах. Для накладки плит на глинистые грунты предварительно разравнивают рабочую поверхность, удаляют неровности, которые могут помешать выдерживанию единого уровня выкладки плит. Далее высыпают слой щебня толщиной 7 см для обеспечения дренажа и утрамбовывают. Затем с помощью нити и кольев устанавливают уровень, по которому будут выравнивать плиты по высоте. На глинистом грунте применяют плиты с размером стороны тела плиты 370 мм, размером стороны большего основания 100 мм, размером стороны меньшего основания 90 мм, высотой тела плиты 60 мм, размером стороны меньшего основания выступа 45 мм, размером стороны большего основания выступа 50 мм, высотой выступа 55 мм и углом наклона ребер выступа и внутренних угловых ребер отверстия 99°. Выкладывают первый (нижний) слой плит, вдавливая накладываемые плиты руками или при помощи резиновой киянки, выдерживая единый уровень плоскости. Далее выкладывают второй (верхний) слой тротуарных плит таким образом, чтобы выступы нижележащих плит входили в отверстие верхней плиты, сцепляясь по принципу "шип-паз" и соблюдая уровень плоскости. Этому способствует соответствие площади большего основания отверстия в теле верхней плиты - 10000 мм² - и суммы площадей четырех больших оснований угловых выступов плит, лежащих снизу - 2500*4=10000 мм², соответствие площади меньшего основания в теле верхней плиты - 8100 мм² - и суммы площадей четырех меньших оснований 2025*4=8100 мм² а также равенство углов наклона ребер выступов и равенство углов наклона внутренних угловых ребер отверстия. Покрытие готово к эксплуатации.

Демонстрация технического результата.

Технический результат изобретения состоит в увеличении жесткости накладки плит на рыхлых грунтах и предотвращении усадки дорожного покрытия.

Указанный технический результат достигается за счет того, что тротуарная плита благодаря своей форме образует сцепленную по типу "шип-паз" конструкцию, в которой при нажатии на верхнюю плиту, воздействие передается на нижние плиты, которые имеют значительно большую площадь соприкосновения с грунтом, что в свою очередь равномерно распределяет давление на грунт и предотвращает усадку покрытия.

Тротуарную плиту применяли на песчаном, глинистом, и суглинистом грунтах, оценка увеличения жесткости проводилась за счет измерения отклонения от изначального уровня плоскости в сантиметрах после проезда автомобиля массой 577 кг по готовому покрытию. Перед испытанием плиты выкладывали по уровню бордюра, установленного так, что верхняя грань находится на одном уровне с покрытием (результаты представлены в табл. 1).

Таблица 1

Сравнение уровня отклонения от изначального уровня плоскости на разных грунтах Тип грунта Величина отклонения от изначального уровня плоскости, в см Глинистый 1,7 Суглинистый 1,1 Песчаный 0,3

Также было проведено сравнение величины отклонения от изначального уровня плоскости между предлагаемым изобретением и аналогами на глинистом грунте (результаты представлены в таблице 2), на суглинистом грунте (результаты представлены в таблице 3) и на песчаном грунте (результаты представлены в табл. 4).

Таблица 2

Сравнение уровня отклонения от изначального уровня плоскости на глинистом грунте Показатель Настоящее изобретение Техническое решение [CN115404735 опубл. 18.08.2022] Техническое решение [RU208580 опубл. 24.12.2021] Техническое решение [RU2747300 опубл. 04.05.2021] Величина отклонения от изначального уровня плоскости, в см 1,7 1,9 2,5 2,4

Таблица 3

Сравнение уровня отклонения от изначального уровня плоскости на суглинистом грунте Показатель Настоящее изобретение Техническое решение [CN115404735 опубл. 18.08.2022] Техническое решение [RU208580 опубл. 24.12.2021] Техническое решение [RU2747300 опубл. 04.05.2021] Величина отклонения от изначального уровня плоскости, в см 1,1 1,4 1,3 1,9

Таблица 4

Сравнение уровня отклонения от изначального уровня плоскости на песчаном грунте Показатель Настоящее изобретение Техническое решение [CN115404735 опубл. 18.08.2022] Техническое решение [RU208580 опубл. 24.12.2021] Техническое решение [RU2747300 опубл. 04.05.2021] Величина отклонения от изначального уровня плоскости, в см 0,3 0,6 0,9 0,5

Технический результат достигается за счет того, что предлагаемое изобретение имеет угловые выступы на теле и отверстие в центре, которые при накладке тротуарных плит в два слоя образуют усеченную пирамиду с квадратным основанием, связывающую нижележащие плиты по принципу "шип-паз" с плитами, накладываемыми верхним слоем. Благодаря этому, сила от нажатия на верхний слой плит передается на нижние, которые имеют большую площадь соприкосновения с грунтом, что, в свою очередь, увеличивает жесткость конструкции на рыхлых грунтах благодаря равномерному распределению давления между нижними плитами.

Таким образом, благодаря заявленному изобретению увеличивается жесткость накладки дорожного покрытия по сравнению с прототипом на 10% при накладке на глинистый грунт, на 21% при накладке на суглинистый грунт, на 50% при накладке на песчаный грунт, предотвращается усадка покрытия.

Изобретение относится к покрытиям, предназначенным для пешеходных дорожек, тротуаров и велосипедных дорожек, изготовленных из цемента и других вяжущих материалов. Тротуарная плита выполнена в форме квадратного параллелепипеда с отверстием в центре, имеющим форму перевернутой усечённой пирамиды с квадратными основаниями. По углам плиты расположены выступы, направленные вверх, каждый из которых выполнен в виде усеченной пирамиды с квадратными основаниями. У каждого выступа две грани пирамиды расположены под прямым углом, совпадающим с соответствующим углом тела. Суммарная площадь малых оснований пирамид выступов равна площади малого основания пирамиды отверстия. Суммарная площадь больших оснований пирамид выступов равна площади большего основания пирамиды отверстия. Высота выступов равна высоте отверстия в теле плиты. Технический результат - увеличение жесткости плит на рыхлых грунтах и предотвращение усадки дорожного покрытия. 7 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл.

1. Тротуарная плита, состоящая из тела в форме квадратного параллелепипеда с отверстием в центре, имеющим форму перевернутой усечённой пирамиды с квадратными основаниями, по углам тела расположены выступы, направленные вверх, каждый из которых выполнен в виде усеченной пирамиды с квадратными основаниями, причем у каждого выступа две грани пирамиды расположены под прямым углом, совпадающим с соответствующим углом тела, при этом суммарная площадь малых оснований пирамид выступов равна площади малого основания пирамиды отверстия, а суммарная площадь больших оснований пирамид выступов равна площади большего основания пирамиды отверстия, а высота выступов равна высоте отверстия в теле.

2. Тротуарная плита по п.1, отличающаяся тем, что тело имеет размеры стороны 200-700 мм.

3. Тротуарная плита по п.1, отличающаяся тем, что высота выступа вместе с телом плиты составляет не менее 100 мм.

4. Тротуарная плита по п.1, отличающаяся тем, что отверстие в центре имеет размер стороны большего основания 90-100 мм.

5. Тротуарная плита по п.1, отличающаяся тем, что отверстие в центре имеет размер стороны малого основания 80-90 мм.

6. Тротуарная плита по п.1, отличающаяся тем, что большее основание выступа имеет размер стороны 50-60 мм.

7. Тротуарная плита по п.1, отличающаяся тем, что меньшее основание выступа имеет размер стороны 40-50 мм.

8. Тротуарная плита по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между выступами составляет не менее 100 мм.