нетканый материал для армирования дорожных покрытий

Формула изобретения

Нетканый материал для армирования дорожных покрытий, содержащий группы продольных и поперечных волокон, образующих многослойную сетчатую структуру материала и расположенных под углом друг к другу, удерживаемых с помощью связующего и отдаленных в каждой группе одно от другого с заданным шагом, при этом группа продольных волокон разделена на подгруппы, отличающийся тем, что группа продольных волокон разделена на не менее чем три подгруппы: верхнюю, среднюю и нижнюю, а группа поперечных волокон разделена на две подгруппы, при этом одна подгруппа поперечных волокон уложена между верхней и средней подгруппами продольных волокон, другая подгруппа поперечных волокон уложена между средней и нижней подгруппами продольных волокон, причем подгруппы поперечных волокон уложены со сдвигом в горизонтальной плоскости одна относительно другой на один заданный шаг между волокнами группы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нетканому рулонному материалу и может быть использовано для армирования дорожных покрытий. Изобретение может быть использовано в объектах, где предъявляются повышенные требования к прочности материала, когда изделие эксплуатируется в сложном напряженном состоянии при действии значительных циклических нагрузок.

Нетканые материалы относятся к материалам, которые получают путем формирования и закрепления тем или иным способом слоя из волокон или нитей. Нетканые материалы относительно недороги в изготовлении, однако для них характерно неравномерное по различным направлениям распределение нитей в материале, т.е. значительная неоднородность плотности материала. Это приводит не только к неоднородности механических свойств плоского материала по различным направлениям, но и к недостаточной стабильности свойств во времени. Нетканый материал может быть необратимо деформирован в результате приложения к нему значительных циклических нагрузок, что обусловливает в случае его использование в качестве армирующего дорожного покрытия неудовлетворительную стабильность.

Известен нетканый материал, содержащий, по меньшей мере, два слоя, причем волокна внутри каждого слоя преимущественно параллельны друг другу, при этом поддержание параллельности волокон в каждом слое осуществляют за счет простегивания. Такие материалы используют главным образом в качестве упрочнителей в изделиях, изготовленных из пластических материалов (патент РФ№2106441, МПК D04H 3/04, 2003).

Известен нетканый материал, содержащий синтетические волокна, сформированные аэродинамическим методом из расплава полимера и также скрепленные иглопрокалыванием. Известный нетканый материал из полипропиленовых волокон предназначен для дорожно-строительных работ, возведения грунтовых сооружений. Недостатком данного материала является отсутствие стабильности эксплуатационных характеристик ввиду большой величины относительного удлинения и малой разрывной нагрузки (патент РФ №1516547, МПК D04H 3/00; 1989).

Известен нетканый материал из синтетических волокон и имеющий одиночные термически склеенные волокна в продольном и поперечном направлениях и участки групп волокон, термически склеенных боковыми поверхностями в продольном и поперечном направлениях, причем участки групп продольных склеек в нижележащем и вышележащем слоях ориентированы преимущественно в разных направлениях, а минимальный угол между осями участков продольных склеек составляет 45-90° (патент РФ №2058453, МПК D04H 3/00, 1991). Известный материал может быть использован в объектах, где предъявляются повышенные требования к износостойкости материала, когда материал эксплуатируется в сложном состоянии при действии циклических нагрузок в условиях простого нагружающего воздействия. Низкая износостойкость известного материала в условиях сложного механического воздействия связана с неоднородностью его структуры по отношению к направлению приложения нагружающего воздействия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному материалу является нетканый материал для армирования дорожных покрытий, содержащий две группы дискретно расположенных волокон образующих многослойную структуру и удерживаемых с помощью связующего, причем волокна каждой группы параллельны между собой и отдалены одно от другого с регулярным шагом и перекрещиваются под определенным углом с волокнами другой группы (патент РФ №2247179, МПК D04H 3/04, 2005). Недостатком известного материала является недостаточная прочность многослойной структуры материала в условиях сложного нагружающего воздействия.

В изобретении решается задача повышения прочности нетканого материала для армирования дорожных покрытий при сохранении гибкости его волокон.

Поставленная задача решается тем, что в нетканом материале для армирования дорожных покрытий, содержащем две группы волокон, образующих многослойную структуру материала и расположенных под углом друг к другу, удерживаемых с помощью связующего, и отдаленных в каждой группе одно от другого с заданным шагом, группа поперечных волокон выполнена из не менее двух подгрупп, одна подгруппа поперечных волокон уложена между верхней и средней подгруппами продольных волокон, другая подгруппа поперечных волокон уложена между средней и нижней подгруппами продольных волокон. Подгруппы поперечных волокон уложены со сдвигом в горизонтальной плоскости одна относительно другой на один заданный шаг между волокнами группы.

На чертеже изображена структура нетканого материала с точками пересечения сетки волокон.

Показанная на чертеже сетка состоит из двух групп волокон: продольных 1 и поперечных 2, образующих сетчатую пятислойную структуру нетканого материала. Волокна каждой группы расположены, например, под прямым углом друг к другу и скреплены в точках пересечения связующим. В каждой группе волокна отдалены друг относительно друга на заданный шаг. Группа продольных волокон 1 разделена на не менее три подгруппы: верхнюю 3, среднюю 4, нижнюю 5. Группа поперечных волокон 2 разделена на не менее две подгруппы - 6, 7. Одна подгруппа поперечных волокон 6 размещена между верхней 3 и средней 4 подгруппами продольных волокон, а другая подгруппа поперечных волокон 7 размещена между средней 4 и нижней 5 подгруппами продольных волокон. В группе поперечных волокон 2 волокна отделены одно от другого заданным шагом - Y (длина ячейки сетки), причем в подгруппах поперечные волокна уложены на расстоянии двух заданных шагов - 2Y. В подгруппах 3, 4, 5 группы продольных волокон 1 волокна уложены с заданным шагом Х (ширина ячейки сетки).

Для изготовления нетканого материала с сетчатой пятислойной структурой, имеющего двухосевую гибкую структуру для армирования дорожного покрытия с циклической нагрузкой, используют, например, бухты алюмоборосиликатного стеклоровинга с линейной плотностью не менее 735 текс или химические (полимерные) волокна с линейной плотностью не менее 100 текс или базальтовые волокна с линейной плотностью не менее 200 текс. Бухты стеклоровинга устанавливают на два шпулярника: для группы продольных волокон на шпулярник, расположенный позади станка, а для группы поперечных волокон на шпулярник, расположенный сбоку станка. Группа продольных волокон по направляющим станка подается на систему валов со шпулярника и укладывается с заданным шагом - X, разделяясь на три подгруппы в вертикальной плоскости: верхняя, средняя, нижняя. Натяжное устройство расположено на шпулярнике позади станка. Группа поперечных волокон подается на два раскладчика со шпулярника, находящегося сбоку станка, разделяясь в вертикальной плоскости на две подгруппы поперечных волокон - одна подгруппа на первый раскладчик, другая на второй раскладчик. Раскладчики двигаются перпендикулярно продольной группе волокон и параллельно относительно друг друга. Каждый раскладчик укладывает попеременно свою подгруппу поперечных волокон на нитедержатели цепного транспортера со смещением в горизонтальной плоскости на заданный шаг. Первый раскладчик укладывает свою подгруппу поперечных волокон между верхней и средней подгруппами продольных волокон. Второй раскладчик укладывает свою подгруппу поперечных волокон между средней и нижней подгруппами продольных волокон. Причем волокна в каждой подгруппе поперечных волокон укладывают с двойным заданным шагом между волокнами группы - 2Y. Уложенные подгруппы волокон в виде пяти слоев сетки поступают с цепного транспортера на основной вал, образуя сетчатую пятислойную структуру, при этом происходит обрезка кромки группы поперечных волокон сетки. Сетчатая пятислойная структура подается через систему валов в пропиточную ванну для нанесения на нее клеящего состава и последующего отжима. После чего сетчатая структура поступает в термокамеру и сушится при температуре 120-180°С. Из термокамеры сетчатый материал попадает на систему валов для естественного досушивания. Готовый сетчатый материал, пройдя браковочный стол, подается на вал-товароукладчик.

Изобретение позволяет повысить прочностные свойства нетканого материала как в поперечном, так и в продольном направлениях за счет исключения подвижности волокон сетки многослойного нетканого материала при нагружающем воздействии путем сдвига каждой подгруппы поперечных волокон при укладке на заданный шаг между волокнами группы.