PL191788B1 - Siatka tkaninowa do zbrojenia warstw asfaltowych - Google Patents

Abstract

1. Siatka tkaninowa do zbrojenia warstw asfal- towych, zwlaszcza nawierzchni drogowych, skla- dajaca sie z dwóch, ulozonych prostopadle wzgledem siebie, zespolów nici z modalnych wlókien, zwlaszcza polimerowych albo polikon- densatowych, wzglednie z wlókna szklanego i polaczonych zwlóknina o masie powierzchnio- wej od 10 g/m 2 do 100 g/m 2 , przy czym obydwa zespoly nici sa ze soba wzajemnie polaczone tworzac siatke o duzych oczkach, znamienna tym, ze wlóknina (3) polaczona z siatka utworzo- na z prostopadlych wzgledem siebie zespolów nici (1, 2) ma mase powierzchniowa wynoszaca od 10 g/m 2 do 50 g/m 2 i jest wykonana korzystnie z wlókien polietylenotereftalenowych, polietyleno- wych wzglednie propylenowych oraz pokryta cien- ka warstwa (6) srodka adhezyjnego, zwlaszcza emulsja bitumiczno-lateksowa przy czym wlókni- na (3) wraz z pokrywajaca ja warstwa (6) srodka adhezyjnego jest perforowana wycietymi w niej otworami (4) do przeplywu powietrza. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest siatka tkaninowa do zbrojenia warstw asfaltowych, zwłaszcza nawierzchni drogowych, składająca się z dwóch, ułożonych prostopadle względem siebie, zespołów nici z modalnych włókien, zwłaszcza polimerowych albo polikondensatowych, względnie z włókna szklanego i połączonych z włókniną o masie powierzchniowej od 10 g/m² do 100 g/m². Obydwa zespoły nici są ze sobą wzajemnie połączone tworząc siatkę o dużych oczkach.

Siatki wytwarzane jako zbrojenie warstw asfaltowych, zwłaszcza do nawierzchni drogowych, są wykonywane za pomocą wiązania lub tkania. Nici ułożonych prostopadle względem siebie zespołów mogą być również łączone za pomocą klejenia albo spawania.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 413 295 znana jest siatka zbrojeniowa złożona z dwuskładnikowego kompozytu, składającego się z włókniny oraz z tkaniny, względnie z dzianiny albo z innej płaskiej struktury. Obydwa składniki kompozytu są ze sobą powierzchniowo połączone. Włóknina, która wykazuje dużą zdolność do wchłaniania masy bitumicznej, podczas układania siatki impregnuje się i tworzy warstwę wodoszczelną, a równocześnie uniemożliwiającą powstawanie i rozprzestrzenianie się pęknięć w warstwach asfaltu. Masa powierzchniowa włókniny będącej składnikiem

2 2 2 siatki według wynalazku wynosi od 50 g/m² do 300 g/m², a korzystnie od 100 g/m² do 180 g/m².

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 2 000 937 znana jest siatka do zbrojenia nawierzchni drogowych pokryta wstępnie środkiem na bazie bituminu, zapewniającym dobre przyleganie siatki i łączonej za pomocą niej warstwy asfaltu.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 4 337 984 znany jest materiał łączący złożony z tekstylnej siatki z syntetycznych włókien polimerowych o znacznej wytrzymałości oraz z połączonej z nią siatki z włókien szklanych, przy czym siatka tekstylna może mieć postać tkaniny i dzianiny, względnie włókniny i ma masę powierzchniową od 20 g/m² do 200 g/m², korzystnie od 40 g/m² do 100 g/m², na22 tomiast siatka z włókien szklanych ma masę powierzchniową od 30 g/m² do 100 g/m², natomiast łączna masa powierzchniowa materiału stanowiącego połączenie tych siatek wynosi od 110 g/m² do 250 g/m².

Ze względu na skuteczne połączenie siatki z umieszczonymi po obydwu jej stronach warstwami nawierzchni, zwłaszcza asfaltowej, korzystne jest stosowanie siatek o dużych oczkach, które umożliwiają zachowanie właściwego odstępu między sąsiednimi, równoległymi do siebie nićmi tworzącymi siatki, wynoszącego zwykle od 20 mm do 100 mm. Wielkość oczek siatki powinna być dostosowana do wielkości największych ziaren masy bitumicznej, przy czym korzystnie jest ona dwu- do dwuipółkrotnie większa od średnicy tych największych ziaren mieszaniny. Naprężenie rozrywające nici siatki powinno wynosić od 10 kN/m do 100 kN/m, przy czym do wykonania siatki winny być korzystnie stosowane włókna o większej wytrzymałości.

Badania, które doprowadziły do wynalazku wykazały, że znacznie lepsze przyleganie siatki do podłoża asfaltowego można uzyskać przez pokrycie siatki tkaninowej cienką warstwą środka adhezyjnego, zwłaszcza emulsją bitumiczno-lateksową. Okazało się jednak, że w procesie wytwarzania siatka zbrojeniowa o szerokości 5 m i długości 50 m jest rozwijana z rolki na płaską powierzchnię pokrytą klejem bitumicznym albo emulsją bitumiczną, przy czym rozwinięta siatka powinna płasko i bez pofałdowań przylegać do tej powierzchni.

Wadą rozwiązań konstrukcyjnych siatki zbrojeniowej znanych ze stanu techniki jest możliwość przesunięcia się rozwiniętej siatki i powstania fałd, zwłaszcza gdy przejeżdżają po niej pojazdy.

Zmniejszenie sztywności siatki i zapewnienie dokładnego przylegania do pokrywanej nią warstwy asfaltu wymaga zastosowania bardzo cienkiej włókniny pokrywającej siatkę oraz odpowiednio wytrzymałych nici, z których wykonana jest siatka. Liczne doświadczenia i próby eksploatacyjne, które stały się podstawą idei wynalazku wykazały, że najkorzystniejsze warunki, zarówno przylegania siatki do warstwy asfaltu oraz wyeliminowania powstawania pęcherzy, jak i przyczepności do pokrywającej siatkę obustronnie warstw asfaltu, uzyskuje się w przypadku, gdy grubość włókniny wynosi od 10 g/m² do 50 g/m² (a więc jest znacząco mniejsza od stosowanych i rekomendowanych włóknin w stosowanych dotychczas siatkach służących do tego celu), zaś sama włóknina wykonana jest z włókien polietylenowych względnie polipropylenowych, zapewniających jej odpowiednią wytrzymałość. Okazało się również, że duże znaczenie dla wytrzymałości siatki ma połączenie tworzących ją obydwu układów nici w miejscach ich skrzyżowania, na przykład przez klejenie albo spawanie.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji siatki tkaninowej do zbrojenia warstw bitumicznych, która lepiej niż siatki znane ze stanu techniki będzie łączyć się z przygotowaną powierzchnią asfaltową nie powodując powstawania warstwy oddzielającej sąsiadujące ze sobą warstwy

PL 191 788 B1 asfaltowe, a równocześnie wyeliminuje możliwość powstawania fałd w czasie rozwijania siatki i pęcherzy powietrznych w trakcie jej układania na warstwie asfaltu.

Cel ten realizuje siatka tkaninowa do zbrojenia warstw asfaltowych według wynalazku, która charakteryzuje się tym, że włóknina połączona z siatką utworzoną z prostopadłych względem siebie zespołów nici ma masę powierzchniową wynoszącą od 10 g/m² do 50 g/m² i jest wykonana korzystnie z włókien polietyleno-tereftalenowych, polietylenowych, względnie propylenowych oraz pokryta cienką warstwą środka adhezyjnego, zwłaszcza emulsją bitumiczno-lateksową, przy czym włóknina wraz z pokrywającą ją warstwą środka adhezyjnego jest perforowana wyciętymi w niej otworami do przepływu powietrza.

Otwory wycięte we włókninie mają średnicę od 0,5 mm do 4 mm i tworzą symetryczny, regularny układ otworów, przy czym łączna powierzchnia tych otworów stanowi przynajmniej 10% powierzchni włókniny.

Dolna powierzchnia siatki tkaninowej, a zwłaszcza dolna powierzchnia tworzącej ją włókniny, jest przynajmniej częściowo pokryta warstwą kleju bitumicznego, przy czym klej ten tworzy na tej powierzchni układ ciągłych, względnie przerywanych pasów, prostopadłych do podłużnej osi siatki.

Nici zespołu prostopadłe do kierunku osnowy są ułożone między włókniną i nićmi zespołu ułożonymi w kierunku osnowy.

Nici obydwu krzyżujących się zespołów mają korzystnie postać pojedynczych albo podwójnych wiązek o przekroju okrągłym i średnicy od 2 mm do 4 mm i są wzdłuż swej długości połączone z włókniną, przy czym w miejscach ich skrzyżowania są ze sobą wzajemnie połączone przez klejenie albo spawanie.

Dzięki zastosowaniu do wytwarzania siatki zbrojeniowej według wynalazku cienkiej i lekkiej włókniny o masie powierzchniowej mniejszej od 50 g/m², uzyskuje się lepszą przyczepność rozłożonej siatki do powierzchni, a ponadto cienka i podatna włóknina jest odporna na odkształcenia, umożliwiając zazębianie się dużych ziaren nałożonej na siatkę mieszaniny asfaltowej z dużymi ziarnami tej mieszany znajdującej się pod siatką, a równocześnie nie stanowi warstwy oddzielającej warstwę asfaltową znajdującą się nad siatką od warstwy znajdującej się pod nią. Dodatkowe wiązanie się dużych ziaren mieszanki asfaltowej obydwu tych warstw oraz przepływ powietrza przez powierzchnię siatki w trakcie jej nakładania na asfalt umożliwiają duże otwory pokrywającej ją perforowanej warstwy środka adhezyjnego.

Zastosowanie do wytwarzania siatki zbrojeniowej według wynalazku włókien polimerowych albo polikondensatowych zapewnia dobrą przyczepność siatki do warstwy asfaltu. Przyczepność ta jest dodatkowo zwiększona przez pokrycie siatki środkiem adhezyjnym, zwiększającym przyczepność do tej warstwy. Pokrycie to stwarza ponadto oszczędność emulsji bitumicznej nakładanej dotychczas na powierzchnię asfaltu, a w wielu przypadkach stosowanie tej emulsji staje się zbędne.

Doświadczenia eksploatacyjne siatki zbrojeniowej według wynalazku wykazały, że umożliwia ona uzyskanie znacznego skrócenia czasu układania nawierzchni i upraszcza proces jej nakładania na asfalt.

Siatka tkaninowa do zbrojenia warstw bitumicznych według wynalazku jest uwidoczniona na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia siatkę tkaninową do zbrojenia warstw bitumicznych według wynalazku, w widoku z góry; fig. 2 - połączenie w miejscu skrzyżowania wzajemnie prostopadłych nici siatki, w widoku perspektywicznym, a fig. 3 - siatkę tkaninową według fig. 1 powleczoną środkiem adhezyjnym, w widoku z góry.

Siatka tkaninowa do zbrojenia warstw bitumicznych przedstawiona na fig. 1, 2 i 3 składa się z dwóch zespołów nici 1i 2 połączonych z cienką warstwą 3 włókniny. Zespół 1 obejmuje nici ułożone w kierunku równoległym do osnowy, czyli w kierunku wzdłużnym siatki, natomiast zespół 2 - nici ułożone prostopadle do zespołu 1. Siatka tkaninowa złożona z obydwu zespołów 1 i 2 nici przenosi obciążenia warstwy asfaltowej, rozkładając je na stosunkowo dużą powierzchnię. Nici zespołów 1 i 2 składają się z włókien modalnych stanowiących włókna ciągłe, z polimerów, na przykład z poliamidów aromatycznych albo też z polimerów kondensacyjnych, na przykład z polialkoholu winylowego, względnie - włókna szklane. Nici zespołu 1 ułożone w kierunku wzdłużnym, w przykładowym rozwiązaniu przedstawionym na rysunku, składają się z dwóch wiązek owiniętych osnowowymi nićmi wiążącymi 5, łączącymi je z cienką warstwą 3 utwardzonej termicznie włókniny, wykonanej korzystnie z cienkich włókien polietylenowych albo polipropylenowych o masie powierzchniowej wynoszącej od 10 g/m² do 50 g/m².

PL 191 788 B1

W miejscach, w których związki zespołu 1 nici przecinają się z prostopadłymi do nich nićmi zespołu 2, te ostatnie winny być ułożone między nićmi zespołu 1i włókniną 3, co zapewnia większą stabilność siatki w porównaniu do rozwiązania, w którym nici zespołu 1są ułożone między nićmi zespołu 2 i włókniną 3.

Nici obydwu zespołów 1i 2 są korzystnie pokryte warstwą 6 środka adhezyjnego zwiększającego przyczepność do powierzchni bituminów, na przykład emulsją bitumino-lateksową, względnie mogą być również nasączone tym środkiem adhezyjnym, przy czym pokrycie tą warstwą 6 środka adhezyjnego winno nastąpić korzystnie po połączeniu tych zespołów 1 i 2 nici z włókniną. W celu zmniejszenia zużycia środka adhezyjnego, jego warstwa 6 winna być tak cienka, aby włóknina 3 pozostawała przepuszczalna dla powietrza. Ponadto warstwa 6 środka adhezyjnego jest w tym celu korzystnie perforowana przez wycięcie za pomocą wykrojnika - symetrycznego, regularnego układu otworów 4 o średnicy od 0,5 mm do 4 mm do przepływu przez nią powietrza. Powierzchnia otworów 4 powinna stanowić przynajmniej 10% powierzchni włókniny.

Masa powierzchniowa siatki tkaninowej według wynalazku, wykonanej z cienkich włókien polietylenowych albo polipropylenowych i utwardzonej termicznie włókniny 3 z włókien polietylenowych albo polipropylenowych wynosi, w zależności od grubości nici i gęstości oraz rodzaju włókniny, od10 g/m² do 50 g/m².

Włókna wiążące 5 zapewniają dostateczne i stabilne zamocowanie nici zespołów 1i 2 siatki na włókninie 3. W przypadkach szczególnych wymagań wytrzymałościowych siatki, prostopadłe wiązki nici zespołów 1i 2 mogą być w miejscach skrzyżowania dodatkowo połączone ze sobą przez klejenie albo spawanie.

W celu uzyskania prawidłowego połączenia warstw asfaltu z siatką zbrojeniową według wynalazku, przekroje poprzeczne wiązek nici zespołów 1i 2 winny być okrągłe i mieć średnicę wynoszącą od 2 mm do 4 mm.

Dolna powierzchnia tkaninowej siatki zbrojeniowej według wynalazku jest korzystnie zaopatrzona w powłokę kleju bitumicznego, tworzącego na powierzchni siatki układ ciągłych lub przerywanych pasów, prostopadłych do osi podłużnej siatki. Klej bitumiczny winien mieć korzystnie temperaturę topnienia nieco powyżej 60°C. Warstwa kleju bitumicznego w postaci pasów na powierzchni siatki winna mieć masę powierzchniową wynoszącą od 150 g/m² do 500 g/m². Tkaninowa siatka zbrojeniowa według wynalazku wykazuje znaczną elastyczność kompozytu utworzonego przez połączenie włókniny 3 i zespołów nici 1i 2 pokrytych warstwą 6 środka adhezyjnego, zwiększającego przyczepność do bituminów oraz nieciągłą warstwą topliwego kleju bitumicznego.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Siatka tkaninowa do zbrojenia warstw asfaltowych, zwłaszcza nawierzchni drogowych, składająca się z dwóch, ułożonych prostopadle względem siebie, zespołów nici z modalnych włókien, zwłaszcza polimerowych albo polikondensatowych, względnie z włókna szklanego i połączonych z włókniną o masie powierzchniowej od 10 g/m² do 100 g/m², przy czym obydwa zespoły nici są ze sobą wzajemnie połączone tworząc siatkę o dużych oczkach, znamienna tym, że włóknina (3) połączona z siatką utworzoną z prostopadłych względem siebie zespołów nici (1, 2) ma masę powierzchniową wynoszącą od 10 g/m² do 50 g/m² i jest wykonana korzystnie z włókien polietylenotereftalenowych, polietylenowych względnie propylenowych oraz pokryta cienką warstwą (6) środka adhezyjnego, zwłaszcza emulsją bitumiczno-lateksową przy czym włóknina (3) wraz z pokrywającą ją warstwą (6) środka adhezyjnego jest perforowana wyciętymi w niej otworami (4) do przepływu powietrza.
2. 2. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że otwory (4) wycięte we włókninie (3) mają średnicę od 0,5 mm do 4 mm i tworzą symetryczny, regularny układ, przy czym łączna powierzchnia tych otworów (4) stanowi przynajmniej 10% powierzchni włókniny.
3. 3. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że jej dolna powierzchnia, a zwłaszcza dolna powierzchnia tworzącej ją włókniny (3) jest przynajmniej częściowo pokryta warstwą kleju bitumicznego.
4. 4. Siatka według zastrz. 3, znamienna tym, że klej bitumiczny tworzy na jej dolnej powierzchni układ ciągłych, względnie przerywanych pasów, prostopadłych do podłużnej osi siatki.
5. 5. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że nici zespołu (2), prostopadłe do kierunku osnowy,są ułożone między włókniną (3) i nićmi zespołu (1) ułożonymi w kierunku osnowy.

   PL 191 788 B1
6. 6. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że nici obydwu krzyżujących się zespołów (1 i 2) mają postać pojedynczych albo podwójnych wiązek o przekroju okrągłym i średnicy od 2 mm do 4 mm i są wzdłuż swej długości połączone z włókniną (3).
7. 7. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że nici obydwu zespołów (1i 2), w miejscach (7) ich skrzyżowania są wzajemnie ze sobą połączone przez klejenie albo spawanie.