RU2832534C1

RU2832534C1 - Method of making composite plate for road construction

Info

Publication number: RU2832534C1
Application number: RU2024107667A
Authority: RU
Inventors: Сергей Баянович Фахретдинов
Original assignee: Акционерное общество "СТЕКЛОНиТ"
Filing date: 2024-03-25
Publication date: 2024-12-24

Abstract

FIELD: various technological processes; construction materials.

SUBSTANCE: invention relates to the technology of producing composite plates for the construction of road surfaces. In fabrication of composite plate there is used process package with block of middle layer placed on forming surface of working tooling matrix. Block of the middle layer from LVL-beams is formed from tiered and parallel plates with arrangement of plywood sheets between them, contacting with internal surfaces of plates and connected with their LVL-beams. Beams during formation of plates of lower and upper tier are shifted relative to each other in longitudinal and transverse directions with formation of cantilever projections on the plate of each tier on the side of their adjacent sides, which on the plate of the next tier are opposite relative to projections of the plate of the previous tier. In the composition of the lower and upper reinforcing layers of the process package, sandwich mats are used in contact with the end surfaces of the plates, on one of which, when the upper layer of glass materials is formed, roving fabric of glass fibre is laid. Other sandwich mat is laid on the roving fabric when it is placed on the layer of the lower sandwich mat, the density "p₁" of which exceeds the density "p" of the sandwich mats of the above layers. Sandwich mat with density "p₁" is integrated into liquid polyurethane compound during formation of lower reinforcing layer. Compound is applied on the forming surface of the matrix with grooves-corrugations made on it to form a wear-resistant coating with projections-corrugations on the end working surface of the obtained composite plate after curing of the polymer binder.

EFFECT: high operational reliability of plates during their operation as part of collapsible road surfaces.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области производства композитных изделий, в частности к способу изготовления композитных плит используемых при строительстве дорожных покрытий для проездов по доставке техники в условиях бездорожья, временных площадок и проездов для защиты верхнего слоя почвы (газонов); покрытий при проведении общественных мероприятий, технологических проездов и площадок при производстве строительно-монтажных работ на магистральных трубопроводах и др.The invention relates to the field of manufacturing composite products, in particular to a method for manufacturing composite slabs used in the construction of road surfaces for driveways for delivering equipment in off-road conditions, temporary sites and driveways for protecting the top layer of soil (lawns); surfaces during public events, technological driveways and sites during construction and installation work on main pipelines, etc.

В настоящее время композитные материалы (ПКМ) все чаще применяют в различных отраслях промышленности, в том числе, в таких как авиа-, судостроение, строительство дорожных покрытий.Currently, composite materials (PCM) are increasingly used in various industries, including aircraft, shipbuilding, and road construction.

Для производства композитных изделий, предпочтительно, крупногабаритных, различной формы используют, в частности, технологию Ligt RTM, в основе которой используется вакуумирование рабочей полости оснастки на основе матрицы и пуансона со сформированным в ней технологическим пакетом с армирующими стекломатериалами и инжекцию под низким давлением полимерного связующего с получением после отверждения связующего многослойного композитного изделия.For the production of composite products, preferably large-sized, of various shapes, they use, in particular, the Ligt RTM technology, which is based on the vacuumization of the working cavity of the tooling based on a matrix and a punch with a technological package formed in it with reinforcing glass materials and low-pressure injection of a polymer binder with the production of a multilayer composite product after curing of the binder.

Известен способ изготовления композитных плит, заключающийся в укладке на формообразующую поверхность матрицы рабочей оснастки технологического пакета на основе нижних армирующих слоев стекломатериалов, блока среднего слоя, верхних армирующих слоев стекломатериалов, в формировании герметизированной рабочей полости с использованием пуансона, в вакуумировании сформированной рабочей полости с инжекцией в нее полимерного связующего, при этом в качестве блока среднего слоя используют предварительно сформированные плиты из последовательно уложенных в ряд брусьев с трапециевидным поперечным сечением из вспененного полимерного материала, в получении после отверждения полимерного связующего композитной плиты со стеклопластиковой оболочкой блока среднего слоя (см. патент RU №2507071, опубл. 20.02.2014 г).A method for producing composite slabs is known, which consists of laying a process package based on lower reinforcing layers of glass materials, a middle layer block, and upper reinforcing layers of glass materials on the forming surface of the matrix of the working tooling, forming a sealed working cavity using a punch, vacuuming the formed working cavity with injection of a polymer binder into it, wherein pre-formed slabs made of successively laid in a row beams with a trapezoidal cross-section made of foamed polymer material are used as the middle layer block, and obtaining, after curing the polymer binder, a composite slab with a fiberglass shell of the middle layer block (see patent RU No. 2507071, published on 20.02.2014).

Однако использование в технологическом процессе блока среднего слоя трапециевидных брусьев из вспененного полимерного материала может привести к образованию в этом материале в процессе вакуумирования микротрещин, что ухудшит эксплуатационную надежность полученного композитного изделия в условиях силовых нагрузок, характерных для эксплуатации строительных материалов, а поочередная укладка брусьев широким основанием вверх/вниз увеличивает трудозатраты при формировании блока среднего слояHowever, the use of trapezoidal beams made of foamed polymer material in the technological process of the middle layer block can lead to the formation of microcracks in this material during the vacuum process, which will worsen the operational reliability of the resulting composite product under the conditions of force loads typical for the operation of building materials, and the alternate laying of beams with a wide base up/down increases labor costs when forming the middle layer block.

Использование композитных плит при строительстве дорожных покрытий на основе полимерных материалов усложняет утилизацию данных материалов, что ухудшает экологическую обстановку окружающей среды особенно в труднодоступных природно-климатических зонах, а эксплуатация дорожных покрытий на основе данных материалов в климатических зонах с повышенной солнечной радиацией снижает их надежность вследствие ускорения окислительных процессов в полимерных материалах.The use of composite slabs in the construction of road surfaces based on polymeric materials complicates the disposal of these materials, which worsens the environmental situation, especially in hard-to-reach natural and climatic zones, and the use of road surfaces based on these materials in climatic zones with increased solar radiation reduces their reliability due to the acceleration of oxidation processes in polymeric materials.

Известен способ изготовления композитной плиты для дорожных покрытий, заключающийся в укладке на формообразующую поверхность матрицы рабочей оснастки технологического пакета на основе нижних армирующих слоев стекломатериалов, блока среднего слоя, верхних армирующих слоев стекломатериалов, в формировании герметизированной рабочей полости с использованием пуансона, в вакуумировании рабочей полости с инжекцией в нее полимерного связующего, при этом в качестве блока среднего слоя используют предварительно сформированную прямоугольную в плане шестигранную плиту из последовательно уложенных в ряд LVL-брусьев, в получении в после отверждения полимерного связующего композитной плиты со стеклопластиковой оболочкой на блоке среднего слоя (см патент RU №2620805).A method is known for manufacturing a composite slab for road surfaces, which consists of laying a process package based on lower reinforcing layers of glass materials, a middle layer block, and upper reinforcing layers of glass materials on the forming surface of the matrix of the working tooling, forming a sealed working cavity using a punch, vacuuming the working cavity with injection of a polymer binder into it, wherein a pre-formed rectangular hexagonal slab made of LVL beams sequentially laid in a row is used as the middle layer block, and obtaining a composite slab with a fiberglass shell on the middle layer block after curing the polymer binder (see RU patent No. 2620805).

Использование при реализации данного технического решения блока среднего слоя из последовательно уложенных в ряд LVL-брусьев способствует:The use of a middle layer block made of LVL beams laid in a row in the implementation of this technical solution contributes to:

повыщению надежности эксплуатации дорожных покрытий при их использовании благодаря структуре геометрических параметров ЛВЛ-брусьев, обеспечивающих стабильность линейных размеров в независимости от сезонных факторов и изменений окружающей среды;increasing the reliability of road surface operation when used due to the structure of the geometric parameters of LVL beams, ensuring the stability of linear dimensions regardless of seasonal factors and environmental changes;

улучшению экологичности окружающей среды вследствие упрощения процесса утилизации образуемых отходов из традиционных строительных материалов.improving the environmental friendliness of the environment by simplifying the process of recycling waste generated from traditional building materials.

При реализации данного технического решения формирование блока среднего слоя из уложенных в ряд LVL- брусьев осуществляют путем соединения их между собой параллельно расположенными и поперечно ориентированными к их продольной оси жесткими тягами для стягивания брусьев, в которых выполняют соосные отверстия для тяг, что значительно усложняет технологический процесс формирования блока среднего слоя при изготовлении плиты длиной до 6 (м) в соответствии с технологическими требованиями строительства сборно-разборных дорожных покрытий (см. ГОСТ 25912-2015).When implementing this technical solution, the formation of a middle layer block from LVL beams laid in a row is carried out by connecting them together with rigid ties arranged parallel and transversely oriented to their longitudinal axis for pulling the beams together, in which coaxial holes are made for the ties, which significantly complicates the technological process of forming a middle layer block when manufacturing a slab up to 6 (m) long in accordance with the technological requirements for the construction of prefabricated road surfaces (see GOST 25912-2015).

Использование для соединения брусьев между собой параллельно расположенных жестких тяг и соединяющих их накладок может привести к механическому разрушению брусьев при эксплуатации дорожного покрытия вследствие различных силовых нагрузок, воспринимаемых жесткими тягами.The use of parallel rigid rods and connecting pads to connect beams can lead to mechanical destruction of the beams during operation of the road surface due to various force loads perceived by the rigid rods.

Технический результат настоящего изобретения состоит в повышении эксплуатационной надежности композитных плит при строительстве дорожного покрытияThe technical result of the present invention consists in increasing the operational reliability of composite slabs in the construction of road surfaces.

Для решения поставленной технической задачи предложен способ изготовления композитной плиты для дорожных покрытий, заключающийся в укладке на формообразующую поверхность матрицы рабочей оснастки технологического пакета на основе нижних армирующих слоев стекломатериалов, блока среднего слоя, верхних армирующих слоев стекломатериалов, в формировании герметизированной рабочей полости с использованием пуансона, в вакуумировании рабочей полости с инжекцией в нее полимерного связующего, при этом в качестве блока среднего слоя используют предварительно сформированную прямоугольную в плане шестигранную плиту из последовательно уложенных в ряд LVL-брусьев, в получении после отверждения полимерного связующего композитной плиты со стеклопластиковой оболочкой на блоке среднего слоя, согласно изобретения, блок среднего слоя из LVL-брусьев формируют из поярусно расположенных и параллельных плит с размещением листов фанеры между ними, контактно взаимодействующих с внутренними поверхностями плит и соединяемых с их LVL-брусьями, которые при формировании плит нижнего и верхнего яруса смещают относительно друг друга в продольно и поперечно ориентированных направлениях с образованием на плите каждого яруса со стороны их смежных боковин консольных выступов, которые на плите следующего яруса оппозитны относительно выступов плиты предыдущего яруса, при этом в составе нижнего и верхнего армирующих слоев стекломатериалов используют контактирующие с торцовыми поверхностями поярусно расположенных плит сэндвич-маты, на один из которых при образовании верхнего слоя стекломатериалов укладывают ткань ровинговую из стекловолокна, а другой сэндвич-мат укладывают на ткань ровинговую при размещении ее на слое нижнего сэндвич-мата, плотность «p₁» которого превышает плотность «р» сэндвич-матов указанных слоев, контактирующих с торцовыми поверхностями плит, сэндвич-мат плотностью «p₁» при формировании нижнего армирующего слоя стекломатериалов интегрируют в жидкий полиуретановый компаунд, который наносят на формообразующую поверхность матрицы рабочей оснастки с выполненными на ней выемками-рифлениями для образования на торцовой рабочей поверхности полученной композитной плиты после отверждения полимерного связующего износостойкого покрытия с выступами-рифлениями.In order to solve the stated technical problem, a method for manufacturing a composite slab for road surfaces is proposed, which consists in laying a process package based on lower reinforcing layers of glass materials, a middle layer block, and upper reinforcing layers of glass materials on the forming surface of the matrix of the working tooling, in forming a sealed working cavity using a punch, in vacuuming the working cavity with the injection of a polymer binder into it, wherein a pre-formed rectangular hexagonal slab made of LVL beams sequentially laid in a row is used as the middle layer block, in obtaining, after curing the polymer binder, a composite slab with a fiberglass shell on the middle layer block, according to the invention, the middle layer block made of LVL beams is formed from tiered and parallel slabs with the placement of plywood sheets between them, contacting with the inner surfaces of the slabs and connected to their LVL beams, which, when forming the slabs of the lower and upper tiers, are displaced relative to each other longitudinally and transversely oriented directions with the formation of cantilever projections on the slab of each tier from the side of their adjacent sidewalls, which on the slab of the next tier are opposite relative to the projections of the slab of the previous tier, wherein the lower and upper reinforcing layers of glass materials use sandwich mats in contact with the end surfaces of the tiered slabs, on one of which, when forming the upper layer of glass materials, a roving fabric made of fiberglass is laid, and the other sandwich mat is laid on the roving fabric when placing it on the layer of the lower sandwich mat, the density "p ₁ " of which exceeds the density "p" of the sandwich mats of the said layers in contact with the end surfaces of the slabs, the sandwich mat with a density "p ₁ " when forming the lower reinforcing layer of glass materials is integrated into a liquid polyurethane compound, which is applied to the form-forming surface of the matrix of the working equipment with grooves-corrugations made on it for forming on the end working surface the resulting composite plate after curing the polymer binder wear-resistant coating with corrugated protrusions.

Согласно изобретения, при формировании блока среднего слоя на консольных выступах LVL-брусьев плит верхнего и нижнего яруса выполняют соосные отверстия с армированием их стекломатериалом, в которых при получении композитной плиты размещают замковые соединения для стыковки смежных плит при формировании дорожного покрытия.According to the invention, when forming a middle layer block on the cantilever projections of the LVL beams of the upper and lower tier slabs, coaxial holes are made with reinforcement of them with glass material, in which, when obtaining a composite slab, locking joints are placed for joining adjacent slabs when forming a road surface.

Согласно изобретения, контактирующие с торцовыми поверхностями поярусно расположенных плит блока среднего слоя сэндвич-маты имеют плотность «p»=770-790 г/м² или плотность «p»=550-570 г/м².According to the invention, sandwich mats in contact with the end surfaces of the tiered slabs of the middle layer block have a density of “p”=770-790 g/ ^m2 or a density of “p”=550-570 g/ ^m2 .

Согласно изобретения, сэндвич-мат интегрированный в жидкий полиуретановый компаунд имеет плотность «p₁»=1440-1460 г/м² или «p₁»=1080-1100 г/м² According to the invention, the sandwich mat integrated into the liquid polyurethane compound has a density of "p ₁ "=1440-1460 g/m ² or "p ₁ "=1080-1100 g/m ²

При реализации изобретения благодаря использованию в реализуемом процессе изготовления композитной плиты для дорожного покрытия технологического пакета на основе блока среднего слоя из поярусно расположенных плит на основе LVL-брусьев с образованием на них консольных выступов, используемых стекломатериалов с послойной их выкладкой, обеспечивается изготовление композитных плит для строительства сборно-разборных дорожных покрытий эксплуатационно надежных к силовым нагрузкам за счет равномерности их распределения по поверхностям плит блока среднего слоя и надежности стыковки смежных композитных плит при строительстве дорожного покрытия.When implementing the invention, due to the use in the implemented process of manufacturing a composite slab for road pavement of a technological package based on a middle layer block made of tiered slabs based on LVL beams with the formation of cantilever projections on them, the glass materials used with their layer-by-layer laying, it is possible to manufacture composite slabs for the construction of prefabricated road pavements that are operationally reliable to force loads due to the uniformity of their distribution over the surfaces of the middle layer block slabs and the reliability of joining adjacent composite slabs during the construction of the road pavement.

При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, имеющих аналогичную заявляемому техническому решению совокупность признаков для решения заявленного технического результата, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения «новизна», «изобретательский уровень».When analyzing the known level of technology, no technical solutions were identified that have a set of features similar to the claimed technical solution for solving the claimed technical result, which indicates that the claimed technical solution meets the invention criteria of “novelty” and “inventive step”.

При реализации изобретения используют традиционно известные материалы и технологическое оборудование, что свидетельствует о его соответствии критерию «промышленная применимость».In the implementation of the invention, traditionally known materials and technological equipment are used, which indicates its compliance with the criterion of “industrial applicability”.

Изобретение поясняется нижеприведенным описанием и проиллюстрированными графическими материалами, где на:The invention is explained by the following description and illustrated graphic materials, where:

Рис. 1 -показан блок среднего слоя (общий вид);Fig. 1 - shows the middle layer block (general view);

Рис 2- тоже, что на рис. 1-поперечный разрез.Fig. 2 - same as Fig. 1 - cross section.

На данных рис. поз l-LVL-брус, поз. 2 и 3- поярусно расположенные шестигранные плиты на основе рядов последовательно расположенных LVL-брусьев, поз. 4- листы фанеры, поз. 5- консольные выступы; поз 6- отверстия для замковых соединений для стыковки композитных плит в сборно-разборное дорожное покрытие.In these figures, pos. 1 is an LVL beam, pos. 2 and 3 are tiered hexagonal slabs based on rows of successively arranged LVL beams, pos. 4 are plywood sheets, pos. 5 are cantilever projections; pos. 6 are holes for locking joints for joining composite slabs into a prefabricated road surface.

При реализации изобретения для образования технологического пакета используют:When implementing the invention, the following are used to form a technological package:

конструкционный материал на основе LVL- бруса для изготовления блока среднего слоя. Данный конструкционный материал изготовлен по технологии склейки нескольких слоев лущеного шпона хвойных пород толщиной порядка 3 мм, при параллельном расположении волокон древесины смежных слоев, склеенных между собой фенол-формальдегидным связующим.. В качестве данного конструкционного материала используют LVL-брус ULTRALAM X 39×1250×5660 (мм) и LVL-брус ULTRALAM 39×600(мм), которые имеют в своей структуре как продольно, так и поперечно ориентированные слои шпона, обеспечивающие стабильность линейных размеров в различных направлениях, а также положительную плавучесть изделия, благодаря чему возможно применение данного материала в композитных плитах, используемых для строительства дорожных покрытий на болотистой местности;a structural material based on LVL timber for the production of a middle layer block. This structural material is manufactured using the technology of gluing several layers of peeled coniferous veneer with a thickness of about 3 mm, with parallel arrangement of wood fibers of adjacent layers, glued together with a phenol-formaldehyde binder. The following structural materials are used: LVL timber ULTRALAM X 39×1250×5660 (mm) and LVL timber ULTRALAM 39×600 (mm), which have both longitudinally and transversely oriented veneer layers in their structure, ensuring the stability of linear dimensions in various directions, as well as positive buoyancy of the product, due to which it is possible to use this material in composite slabs used for the construction of road surfaces in marshy areas;

для формообразования в технологическом пакете нижнего и верхнего армирующих слоев стекломатериалы используют:for shaping the lower and upper reinforcing layers of glass materials in the technological package, the following are used:

сэндвич-маты на основе комбинации двух слоев из рубленного стекловолокна и слоя полипропиленовой сердцевины, что способствует быстрому движению смолы. Слои прошиты между собой полиэфирной нитью. Сэндвич-мат хорошо драпируется и укладывается в любые формы. Рекомендуется использовать для производства композитных изделий, в том числе, по технологиям Ligt RTM, инфузия и прессование. Данные материалы совместимы с ненасыщенными полиэфирными и эпоксидными смолами, при этом используемые сэндвич-маты имеют:Sandwich mats based on a combination of two layers of chopped glass fiber and a layer of polypropylene core, which promotes rapid movement of the resin. The layers are stitched together with a polyester thread. The sandwich mat is easy to drape and can be laid into any shape. It is recommended for use in the production of composite products, including Ligt RTM, infusion and pressing technologies. These materials are compatible with unsaturated polyester and epoxy resins, and the sandwich mats used have:

плотность p=770-790 г/м² или плотность p=550-570 г/м².density p=770-790 g/ ^m2 or density p=550-570 g/ ^m2 .

Указанным параметрам соответствуют инфузионные сэндвич-маты, предпочтительно, ECW 300/180(РР)/300 и ECW 200/150/200, которые разработаны для изготовления композитных изделий различного назначения и обеспечивают эффективность прочностных характеристик и стабильность механических свойства стеклопластиков. Данные сэндвич-маты имеет высокую проводимость и пропитываемость смолой, более короткий период времени при отверждении. Средняя плотность сэндвич-маты ECW 300/180(РР)/300 соответствует «p»=780 г/м², а средняя плотность ECW 200/150/200 соответствует «p»=550 г/м². Данные сэндвич-маты используют в составе технологического пакета и предназначены для формоообразования на их основе армирующего слоя обеспечивающего непосредственное взаимодействие с торцовыми поверхностями поярусно расположенных плит из LVL-брусьев.The specified parameters correspond to infusion sandwich mats, preferably ECW 300/180(PP)/300 and ECW 200/150/200, which are designed for the production of composite products for various purposes and ensure the effectiveness of strength characteristics and stability of mechanical properties of fiberglass. These sandwich mats have high conductivity and resin impregnation, a shorter period of curing. The average density of the ECW 300/180(PP)/300 sandwich mats corresponds to "p"=780 g/ ^m2 , and the average density of ECW 200/150/200 corresponds to "p"=550 g/ ^m2 . These sandwich mats are used as part of a technological package and are intended for shaping on their basis a reinforcing layer providing direct interaction with the end surfaces of tiered LVL beams.

Как показали экспериментальные исследования, использование сэндвич-матов плотностью p=550 г/м² (товарный продукт ECW 200/150/200) наиболее предпочтительно при получении композитных плит с более низкими весовыми характеристиками, что повышает их мобильность при монтажных, демонтажных работах, снижает повреждаемость газонных покрытии при строительстве на них защитных покрытий. Сэндвич-маты плотностью p=780 г/м² наиболее, предпочтительны, при изготовлении композитных плит предназначенных для строительства дорожных покрытий, эксплуатация которых осуществляется при значительных силовых нагрузках;As experimental studies have shown, the use of sandwich mats with a density of p=550 g/ ^m2 (commercial product ECW 200/150/200) is most preferable in obtaining composite slabs with lower weight characteristics, which increases their mobility during installation and dismantling work, reduces damage to lawn surfaces during the construction of protective coatings on them. Sandwich mats with a density of p=780 g/ ^m2 are most preferable in the manufacture of composite slabs intended for the construction of road surfaces, the operation of which is carried out under significant force loads;

в составе технологического пакета используют сэндвич-маты плотностью «p₁». Указанные параметры плотности, в частности, соответствуют товарным продуктам ECW 600/250(РР)/600 и ECW 450/180/450, имеющих плотность соответственно «p₁»=1440-1460 г/м² и «p₁»=1080-1100 г/м². Данные сэндвич-маты с указанными параметрами плотности «p₁» предназначены для технологического пакета нижнего слоя, при образовании которого данные сэндвич-маты через стеклоткань взаимодействуют с сэндавич-матом плотностью «р», а с другой стороны надежно интегрируются в нанесенный на формообразующую поверхность матрицы рабочей оснастки полиуретановый компаунд, что в процессе вакуумирования и инжекции обеспечивает эффективное интегрирование полиуретанового компаунда в структуру материалов технологического пакета нижнего слоя при формировании блока среднего слоя и пропитку его используемыми связующими смолами, что способствует повышению прочности, износостойкости образуемой стеклопластиковой оболочки со стороны рабочей торцовой поверхности полученной композитной плиты, взаимодействующей с транспортными средствами при использовании ее в составе дорожного покрытия;The technological package includes sandwich mats with a density of "p ₁ ". The specified density parameters, in particular, correspond to the commercial products ECW 600/250(PP)/600 and ECW 450/180/450, which have a density of "p ₁ "=1440-1460 g/m ² and "p ₁ "=1080-1100 g/m ² , respectively. These sandwich mats with the specified density parameters "p ₁ " are intended for the technological package of the lower layer, during the formation of which these sandwich mats interact through the fiberglass with the sandwich mat of density "p", and on the other hand are reliably integrated into the polyurethane compound applied to the forming surface of the matrix of the working equipment, which in the process of vacuuming and injection ensures the effective integration of the polyurethane compound into the structure of the materials of the technological package of the lower layer during the formation of the block of the middle layer and its impregnation with the used binding resins, which contributes to an increase in the strength, wear resistance of the formed fiberglass shell from the side of the working end surface of the resulting composite plate, interacting with vehicles when used as part of the road surface;

в составе технологического пакета используют ткань ровинговую из стекловолокна, в частности, ТР-0,6 КОМОТЕКС, представляет собой материал из непрерывного ровинга Е-стекловолокна, скрепленного между собой полотняным переплетением. Традиционно применяется в качестве армирующих элементов при изготовлении стеклопластиков, обеспечивает высокие прочностные характеристики на изгиб, сжатие, растяжение. Данная ткань имеет плотность -740 г/м^2;;The technological package includes roving fabric made of fiberglass, in particular, TR-0.6 KOMOTEX, which is a material made of continuous roving of E-fiberglass, bonded together with a plain weave. Traditionally used as reinforcing elements in the manufacture of fiberglass, provides high strength characteristics for bending, compression, stretching. This fabric has a density of -740 g / m ^2; ;

при формировании технологического пакета на формообразующей поверхности матрицы используют наиболее распространенные для получения износостойких защитных покрытий на композитных изделиях-компаунды полиуретановые, в частности, товарный продукт АДВ-53 -двухкомпонентная система (жидкий полиуретан+отвердитель (изоцианат)), предназначенная для получения износостойкого самовыравнивающегося покрытия на различных основаниях: бетон, дерево, металл. Данный компаунд наносят на формообразующую поверхность матрицы на которой выполнены выемки-рифления, наличие которых в результате осуществляемого процесса изготовления композитной плиты приводит к образованию на ее поверхности износостойкого защитного покрытия с выступами-рифлениями, повышающих сцепления между колесами/гусеничными траками техники и поверхностью плиты. Покрытие обладает высокой износостойкостью к истирающим нагрузкам;when forming a process package on the form-generating surface of the matrix, the most common polyurethane compounds are used to obtain wear-resistant protective coatings on composite products, in particular, the commercial product ADV-53 - a two-component system (liquid polyurethane + hardener (isocyanate)), designed to obtain a wear-resistant self-leveling coating on various bases: concrete, wood, metal. This compound is applied to the form-generating surface of the matrix on which grooves-corrugations are made, the presence of which, as a result of the composite plate manufacturing process, leads to the formation of a wear-resistant protective coating on its surface with corrugated protrusions that increase the adhesion between the wheels/tracks of the equipment and the surface of the plate. The coating has high wear resistance to abrasive loads;

при осуществлении технологического процесса при инжекции под низким давлением используют смолы полиэфирные, в частности, товарный продукт ДЕПОЛ СР-700 РМП - предускоренная низковязкая полиэфирная смола на базе терефталиевой и ортофталиевых кислот. Применяется для изготовления стеклопластиков в различных отраслях промышленности: судостроении, автомобилестроении и т.д. Низкая вязкость данного типа смол наиболее предпочтительна при изготовлении композитных изделий по технолгии light RTM. Наличие в составе смолы в качестве со-мономера терефталиевой кислоты обеспечивает повышенную устойчивость стеклопластиков к агрессивным средам (кислота, щелочь, нефтепродукты), атмосферным воздействиям, а также растрескиванию - самопроизвольному и при ударных нагрузках;when implementing the technological process with low-pressure injection, polyester resins are used, in particular, the commercial product DEPOL SR-700 RMP - pre-accelerated low-viscosity polyester resin based on terephthalic and orthophthalic acids. It is used for the production of fiberglass in various industries: shipbuilding, automotive industry, etc. The low viscosity of this type of resin is most preferable in the manufacture of composite products using light RTM technology. The presence of terephthalic acid as a co-monomer in the resin provides increased resistance of fiberglass to aggressive environments (acid, alkali, petroleum products), atmospheric effects, as well as cracking - spontaneous and under impact loads;

Используемая при реализации технологического процесса фанера соответствует ГОСТ 3916.1- 2018.The plywood used in the implementation of the technological process complies with GOST 3916.1-2018.

Способ изготовления композитной плиты для дорожных покрытий осуществляют следующим образом:The method for manufacturing a composite slab for road surfaces is as follows:

формируют технологическое оборудование, для изготовления которого используют традиционно известные материалы и конструктивные узлы, используемые при изготовлении композитных изделий по технологии Light RTM, в том числе, матрицу рабочей оснастки, пуансон, системы вакуумирования и инжекции. Матрицу рабочей оснастки предварительно изготавливают с формообразующей поверхностью для получения композитного изделия заданных габаритов и формы. На формообразующей рабочей поверхности матрицы выполнены рифления-выемки. Используемый пуансон по форме и габаритам соответствует формообразующей поверхности матрицы, предназначен для образования рабочей полости в используемой оснастке и ее герметизации;form technological equipment, for the manufacture of which traditionally known materials and structural units used in the manufacture of composite products using Light RTM technology are used, including a matrix of the working tooling, a punch, vacuum and injection systems. The matrix of the working tooling is preliminarily manufactured with a shaping surface to obtain a composite product of specified dimensions and shape. Corrugations and recesses are made on the shaping working surface of the matrix. The punch used corresponds in shape and dimensions to the shaping surface of the matrix, is intended to form a working cavity in the used tooling and to seal it;

изготавливают блок среднего слоя, используемый в составе технологического пакета образуемого на формообразующей поверхности матрицы рабочей оснастки и являющегося технологической заготовкой для получения композитного изделия, При реализации изобретения для изготовления блока среднего слоя используют последовательно уложенные в ряд LVL-брусья 1. Блок среднего слоя образуют путем формирования из рядов LVL-брусьев, поярусно расположенных прямоугольных в плане шестигранных плит 2 и 3 с размещением листов фанеры 4 между ними, контактно взаимодействующих и соединяемых с брусьями формируемых плит нижнего и верхнего яруса блока среднего слоя. В качестве соединительных элементов используют традиционные средства - болты, саморезы и т.д. При образовании блока среднего слоя в процессе формирования плит 2 и 3, используемые LVL-брусья смещают относительно друг друга в продольно и поперечно ориентированных направлениях с образованием на плите каждого яруса со стороны их смежных боковин консольных выступов 5. Консольные выступы нижней плиты 2 оппозитны относительно соответствующих выступов 5 плиты. 3, при этом внутренние поверхности выступов 5 встречно ориентированы.a middle layer block is manufactured, which is used as part of a process package formed on the form-generating surface of the matrix of the working tooling and is a process blank for obtaining a composite product. When implementing the invention, LVL beams 1 successively laid in a row are used to manufacture a middle layer block. The middle layer block is formed by forming from rows of LVL beams, tiered hexagonal slabs 2 and 3 with the placement of plywood sheets 4 between them, which are in contact and connected to the beams of the formed slabs of the lower and upper tiers of the middle layer block. Traditional means are used as connecting elements - bolts, self-tapping screws, etc. When forming the middle layer block in the process of forming slabs 2 and 3, the LVL beams used are shifted relative to each other in longitudinally and transversely oriented directions with the formation of cantilever projections 5 on the slab of each tier from the side of their adjacent sidewalls. The cantilever projections of the lower slab 2 are opposite relative to the corresponding projections 5 of slab 3, while the inner surfaces of the projections 5 are counter-oriented.

Ширина каждого выступа 5 экспериментально определена с учетом выполнения на них соосных отверстий 6 для замковых соединений смежных композитных плит при строительстве дорожного покрытия и для обеспечения надежного контактного взаимодействии используемых брусьев с поверхностями фанеры и соединения с ней. Экспериментально установленная ширина выступов соответствует 300-325 (мм). При данных параметрах обеспечивается надежность соединения LVL-брусьев с листами фанеры при образовании блока среднего яруса и технологичность выполнения отверстий 6 для замковых соединений, обеспечивающих надежность стыковки смежных плит при строительстве сборно-разборных дорожных покрытий. Предпочтительно, в качестве замковых соединений используют средства соединения по патенту РФ 107165.The width of each projection 5 is experimentally determined taking into account the execution of coaxial openings 6 on them for the locking joints of adjacent composite slabs during the construction of road surfaces and for ensuring reliable contact interaction of the used beams with the surfaces of the plywood and the connection with it. The experimentally established width of the projections corresponds to 300-325 (mm). With these parameters, the reliability of the connection of LVL beams with plywood sheets is ensured when forming a block of the middle tier and the manufacturability of the openings 6 for the locking joints, ensuring the reliability of joining adjacent slabs during the construction of prefabricated and disassemblable road surfaces. Preferably, the means of connection according to the Russian Federation patent 107165 are used as the locking joints.

Укладку сформированного блока среднего слоя в технологический пакет рабочей оснастки осуществляют путем размещения данного блока между нижним и верхним слоями стекломатериалов (на рис. не показано), в составе которых используют контактирующие с торцовыми поверхностями поярусно расположенных плит 2 и 3 данного блока сэндвич-маты плотностью «p», на один из которых при образовании верхнего слоя стекломатериалов укладывают ткань ровинговую из стекловолокна ТР-0,6 КОМОТЕКС.Другой сэндвич-мат плотностью «p» уложен на ткань ровинговую ТР-0,6 КОМОТЕКС при укладке ее на нижний сэндвич-мат плотностью «p₁», который при формировании технологического пакета интегрируют в жидкий полиуретановый компаунд, предпочтительно, АДВ-53. Полиуретановый компаунд наносят на формообразующую поверхность рабочей оснастки после предварительного выполнения на ней выемок-рифлений, что обеспечивает образование на торцовой поверхности полученной композитной плиты стеклопластиковой оболочки с износостойким защитным покрытием с выступами-рифлениями.The formed block of the middle layer is laid into the process package of the working equipment by placing this block between the lower and upper layers of glass materials (not shown in the figure), which include sandwich mats of density "p" in contact with the end surfaces of the tiered slabs 2 and 3 of this block, on one of which, when forming the upper layer of glass materials, a roving fabric made of TR-0.6 KOMOTEX glass fiber is laid. Another sandwich mat of density "p" is laid on the roving fabric TR-0.6 KOMOTEX when laying it on the lower sandwich mat of density "p ₁ ", which, when forming the process package, is integrated into a liquid polyurethane compound, preferably ADV-53. The polyurethane compound is applied to the forming surface of the working tooling after preliminary groove-grooving has been made on it, which ensures the formation of a fiberglass shell with a wear-resistant protective coating with protrusions-grooves on the end surface of the resulting composite plate.

Плотность сэндвич-матов p=780 г/м² или p=550 г/м² оптимальна, выбор сэндвич-мата с заданной плотностью определяют с учетом природно-климатических условий эксплуатации полученной композитной плиты при строительств дорожного покрытия, в том числе, от особенностей структуры грунтовых поверхностей. Использование при реализации изобретения сэндвич-матов с плотностью более 780 г/м² приведет к повышению весовых характеристик полученных композитных плит, что усложнит сборочно-разборочные работы по строительству дорожных покрытий, повышаются нагрузки на грунтовые поверхности. Использование сэндвич-матов плотностью менее 550 г/м² приведет к ухудшению прочности, жесткости полученных композитных плит к силовым нагрузкам при эксплуатации дорожных покрытий.The density of sandwich mats p=780 g/ ^m2 or p=550 g/ ^m2 is optimal, the choice of a sandwich mat with a given density is determined taking into account the natural and climatic conditions of operation of the obtained composite slab during road pavement construction, including the features of the structure of soil surfaces. The use of sandwich mats with a density of more than 780 g/ ^m2 in the implementation of the invention will lead to an increase in the weight characteristics of the obtained composite slabs, which will complicate assembly and disassembly work on the construction of road surfaces, and the loads on soil surfaces will increase. The use of sandwich mats with a density of less than 550 g/ ^m2 will lead to deterioration in the strength and rigidity of the obtained composite slabs to force loads during the operation of road surfaces.

После выкладки на формообразующую поверхность матрицы рабочей оснастки технологического пакета осуществляют последующие технологические операции по технологии Ligt RTM-герметизацию рабочей оснастки с использованием стеклопластиковой крышки-пуансона для образования рабочей полости, которую подсоединяют к системам вакуумирования с разрежением 0,5-.0,7 кгс/см² и инжекции под низким давлением полимерного связующего.After laying out the working tooling of the technological package on the forming surface of the matrix, subsequent technological operations are carried out using the Ligt RTM technology - sealing of the working tooling using a fiberglass punch cover to form a working cavity, which is connected to vacuum systems with a vacuum of 0.5-.0.7 kgf/ ^cm2 and low-pressure injection of a polymer binder.

Процесс инжекции под низком давлении осуществляют с использованием смолы полиэфирной ДЕПОЛ СР-700 РМП до полной пропитки (определяют в соответствии с технологией Ligt RTM по выходу избытка смолы) расположенного в рабочей полости технологического пакета, являющего заготовкой для получения композитного изделия.The low-pressure injection process is carried out using DEPOL SR-700 RMP polyester resin until complete impregnation (determined in accordance with Ligt RTM technology by the release of excess resin) of the process package located in the working cavity, which is a blank for obtaining a composite product.

Заготовку композитного изделия выдерживают в рабочей полости под вакуумом до полимеризации связующего, затем пуансон открывается, изделие выдерживают до остывания и снимают с формообразующей поверхности оснастки. Полученная композитная плита имеет стеклопластиковую оболочку с износостойкими защитным покрытием с рифлениями- выступами на торцовой поверхности плиты, взаимодействующей с колесами, гусеницами транспортных средств при использовании композитных плит в строительстве дорожных покрытий..The blank of the composite product is kept in the working cavity under vacuum until the binder polymerizes, then the punch is opened, the product is kept until it cools and is removed from the molding surface of the tooling. The resulting composite plate has a fiberglass shell with a wear-resistant protective coating with corrugations - protrusions on the end surface of the plate interacting with the wheels, tracks of vehicles when using composite plates in the construction of road surfaces.

При реализации изобретения изготавливают композитные плиты с геометрическими параметрами: длиной до 6000(мм), шириной до 2200 (мм) и при расчетной толщине до 105 (мм) в зависимости от технологических требований эксплуатации плит.When implementing the invention, composite slabs are manufactured with the following geometric parameters: length up to 6000 (mm), width up to 2200 (mm) and with a calculated thickness up to 105 (mm), depending on the technological requirements for the operation of the slabs.

Изготовленные при реализации изобретения композитные плиты имеют высокую эксплуатационную надежность при их эксплуатации в составе сборно-разборных дорожных покрытиях.The composite slabs produced during the implementation of the invention have high operational reliability when used as part of prefabricated and disassemblable road surfaces.

Claims

1. A method for manufacturing a composite slab for road surfaces, which consists in laying a process package based on lower reinforcing layers of glass materials, a middle layer block, and upper reinforcing layers of glass materials on a forming surface of a matrix of working equipment, in forming a sealed working cavity using a punch, in vacuuming the working cavity with injection of a polymer binder into it, wherein a pre-formed rectangular hexagonal slab made of LVL beams sequentially laid in a row is used as the middle layer block, in obtaining, after curing the polymer binder, a composite slab with a fiberglass shell on the middle layer block, characterized in that the middle layer block of LVL beams is formed from tiered and parallel slabs with the placement of plywood sheets between them, contacting with the inner surfaces of the slabs and connected to their LVL beams, which, when forming the slabs of the lower and upper tiers, are displaced relative to each other in longitudinally and transversely oriented directions with the formation of cantilever projections on the slab of each tier from the side of their adjacent sidewalls, which on the slab of the next tier are opposite relative to the projections of the slab of the previous tier, while in the composition of the lower and upper reinforcing layers of glass materials, sandwich mats are used in contact with the end surfaces of the tiered slabs, on one of which, when forming the upper layer of glass materials, a roving fabric made of fiberglass is laid, and the other sandwich mat is laid on the roving fabric when placing it on the layer of the lower sandwich mat, the density "p ₁ " of which exceeds the density "p" of the sandwich mats of the said layers in contact with the end surfaces of the slabs, a sandwich mat with a density "p ₁ " when forming the lower reinforcing layer of glass materials is integrated into a liquid polyurethane compound, which is applied to the form-forming surface of the matrix of the working equipment with grooves-corrugations made on it to form the obtained on the end working surface composite plate after curing of the polymer binder wear-resistant coating with corrugated protrusions.

2. A method for manufacturing a composite slab for road surfaces according to paragraph 1, characterized in that when forming a block of the middle layer on the cantilever projections of the LVL beams of the slabs of the upper and lower tiers, coaxial holes are made with reinforcement of them with glass material, in which, when obtaining a composite slab, locking joints are placed for joining adjacent slabs when forming a road surface.

3. A method for manufacturing a composite slab for road surfaces according to paragraph 1, characterized in that the sandwich mats in contact with the end surfaces of the tiered slabs of the middle layer block have a density of “p” = 770-790 g/ ^m2 or a density of “p” = 550-570 g/ ^m2 .

4. A method for manufacturing a composite plate for road surfaces according to paragraph 1, characterized in that the sandwich mat integrated into the liquid polyurethane compound has a density of “p ₁ ”=1440-1460 g/m ² or “p ₁ ”=1080-1100 g/m ² .