Покрытие для укрепления грунтов

(51)02 17/20 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Специальное конструкторско-технологическое бюро Металлополимер(72) Авторы Чернорубашкин Александр Иванович Гайдук Вера Филипповна(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Специальное конструкторско-технологическое бюро Металлополимер(57) Покрытие для укрепления грунтов, изготовленное из волокнистого полимерного материала и семян многолетних трав, отличающееся тем, что выполнено в виде матов, сшитых или термоскрепленных из волокнистого материала и наполненных смесью плодородного грунта, семян многолетних трав и полимерной ваты, количество которой составляет 3-5 от массы плодородного грунта, причем толщина волокнистого материала составляет 2-5 мм, плотность укладки волокон в нем 0,02-0,12 г/см 3, а диаметр волокон волокнистого материала и полимерной ваты 5-40 мкм. Изобретение относится к технике и технологии укрепления грунтов, например откосов насыпных сооружений, подвижных песков. Известен ряд способов укрепления грунтов. Например, известен способ укрепления откосов 1, включающий подготовку грунто-травяной смеси, нанесение и закрепление на поверхности откоса указанной смеси. Причем с целью предотвращения разрушения грунто-травяного слоя, грунто-травяную смесь подготавливают в виде гранул, а закрепление их на поверхности откоса производят путем фиксации и вдавливания. Гранулы изготавливают диаметром 15-20 мм с прочностью на сжатие 0,1-0,15 Н/м 2 и с относительной влажностью 12-15 . В качестве компонентов гранул используют фрезерный торф степенью разложения 20-40 и минеральные удобрения. Известна композиция для укрепления откосов земляных сооружений 2, содержащая пленкообразователь, мульчирующий материал, семена многолетних трав и воду. Причем с целью повышения эффективности укрепления откосов за счет ускорения образования растительного покрова она содержит в качестве пленкообразователя модифицированное связующее на основе технических лигносульфонатов, в качестве мульчирующего материала торф и дополнительно азотнокислый калий и глицериновый гудрон при следующем соотношении компонентов, мас.модифицированное связующее на основе технических лигносульфонатов 16-35 торф 9-12 7883 1 2006.02.28 семена многолетних трав 0,1-0,35 азотнокислый калий 0,05-0,3 глицериновый гудрон 0,2-0,5 вода остальное. В а.с. СССР 834312 3 описан способ закрепления подвижных песков. Он состоит в последовательном нанесении семян многолетних трав и обработке органическим связующим. Причем с целью упрощения технологии производства работ, снижения стоимости и вредного воздействия на окружающую среду песок обрабатывают 0,5-1,5 -ным водным раствором натриевой карбоксиметилцеллюлозы в количестве 100-200 г на 1 м 2. Известен способ 4 укрепления откосов насыпных сооружений, включающий покрытие откосов влажными глинистыми грунтами слоем толщиной не менее 5 см и смесью из семян многолетних трав и компонента для их произрастания. Причем с целью повышения устойчивости откосов от водно-ветровой эррозии в районах Севера при снижении затрат на укрепление откосов, перед покрытием глинистые фунты выдерживают до влажности не более 22 , после чего смешивают их со смесью семян многолетних трав и компонента для их произрастания, а покрытие производят после смешивания. В качестве компонента для произрастания семян используют торф средней степени разложения в соотношении объемов глины и торфа 21. В патенте РФ 2042768 5 описан способ защитного покрытия откоса, включающий подготовку грунтовой поверхности откоса, укладку прослойки из волокнистого материала на поверхность откоса и посев трав по растительному слою грунта. Причем первоначально осуществляют посев трав на подготовленную грунтовую поверхность откоса, после чего укладывают покрытие из волокнистого материала, обрабатывают его водным раствором органических или минеральных удобрений, а после всхода семян на поверхность откоса наносят слой содержащего семена растительного грунта толщиной меньше высоты образовавшегося травяного покрова. Все вышеуказанные способы отличаются сложностью процесса укладки защитных покрытий. В а.с. СССР 1468441 6 описано покрытие для укрепления насыпи дорог, содержащее выполненные из волокна укрепленные слои и средний слой с семенами. Причем с целью повышения прочности покрытия за счет равномерного прорастания семян и улучшения развития растительного покрова на наклонных поверхностях укрепляющие слои выполнены из волокон восстановленной шерсти и соединены между собой путем иглопрокалывания с плотностью (50-60) 10 м-2. Верхний укрепляющий слой составляет 20-30 , а нижний - 30-55 от общей массы покрытия, а средний слой, содержащий семена, выполнен из отходов шерстяного производства - трубной пыли. Наиболее близким, из числа известных, по технической сущности и достигаемому результату является покрытие для укрепления насыпи дорог, описанное в патенте РФ 2034112 7. Оно включает верхний и нижний слои из волокон и средний с семенами, соединенные между собой иглопрокалыванием. Над средним слоем с семенами расположен слой сложных минеральных удобрений, который отделен от семян синтетическим материалом. Синтетический материал имеет плотность 0,042-0,053 г/ см 3 Это покрытие, как и описанное в а.с. СССР 1468441, не содержит питательного грунта и не способствует сохранению влаги. Целью настоящего изобретения является разработка дешевого, технологичного в укладке покрытия, которое эффективно укрепляло бы грунты, например откосы насыпных сооружений, подвижные пески, за счет ускоренного образования мощного растительного покрова из многолетних трав. Поставленная задача решается тем, что, в отличие от известных способов, покрытие осуществляется матами из волокнистого полимерного материала, заполненными смесью из плодородного грунта (с набором удобрений и микроэлементов), семян многолетних трав и полимерной ваты (для равномерного распределения плодородного грунта внутри мата,большей его рыхлости и, следовательно, для сохранения влажности грунта). Причем полимерный материал и вата могут изготавливаться как из первичного, так и из вторичного по 2 7883 1 2006.02.28 лимерного сырья, например из полиэтилентерефталата, полипропилена и др. Из волокнистого полимерного материала прошивкой или термоскреплением (сваркой) изготавливают маты любого требуемого размера и формы. После этого маты заполняются полимерной ватой и плодородным грунтом с семенами, затем прошивается или заваривается открытая сторона мата. Такие укладываются на склоны или раскладываются на поверхность подвижных песков и закрепляются по углам с помощью длинных шпилек, изготовленных маты из вторичного полимера. После чего для набухания и прорастания семян достаточно пропитать маты водой до влажности 18-22 . Необходимая влажность грунта внутри мата поддерживается в течение длительного времени благодаря присутствию полимерной ваты, которая способствует разрыхлению грунта, нарушению его капиллярности, а следовательно,предотвращению выхода на поверхность и последующему испарению влаги. Количество полимерной ваты не должно превышать 5 , т.к. большее количество ваты уменьшает количество питательных веществ и создает трудности при прорастании растений. Количество ваты менее 3 не позволяет ей выполнять возложенные на нее задачи, в частности она не обеспечивает равномерного распределения грунта внутри мата и не способствует сохранению в нем влаги. Плотность укладки волокон в волокнистом материале должна быть 0,02-0,12 г/см 3. Она не может быть ниже 0,02 г/см 3, так как материал более низкой плотности не обладает необходимой прочностью при разрыве (она будет менее 50 кПа). Плотность выше 0,12 г/см 3 также недопустима, так как корни и стебли растений плохо прорастают через материал большей плотности. Диаметр волокон полимерного материала и ваты должен быть 5-40 мкм. Более тонкие волокна не обеспечивают требуемой прочности нетканого материала, а более толстые затрудняют прорастание корней и стеблей растений через материал. Толщина материала не должна превышать 5 мм, чтобы не создавать трудности при прорастании семян, и быть не менее 2 мм, т.к. более тонкий материал не обладает необходимой прочностью на разрыв. Предлагаемые маты отличаются невысокой стоимостью, т.к. могут быть изготовлены из вторичного полимерного сырья. Укладка их - простой и быстрый процесс. Пример. Отходы тары из полиэтилентерефталата дробятся, моются, сушатся, из полученной дробленки модернизированным аэродинамическим способом изготавливается волокнистый материал толщиной 4 мм, с диаметром волокон 8-20 мкм, плотностью их укладки 0,08 г/см 3 и полимерная вата с диаметром волокон 10-20 мкм. Прочность при разрыве этого материала 330 кПа. Из полученного таким образом волокнистого материала шьются или термоскрепляются маты размером, например, 500500 мм. Они заполняются смесью из полимерной ваты, плодородного грунта с набором микроэлементов, удобрений и семян многолетних трав, после чего прошивается или заваривается их последняя сторона. Полученные маты укладываются на поверхность склона, после чего поливаются водой до влажности 20 . Влага удерживается внутри мата в течение длительного времени, что способствует быстрому прорастанию семян - уже через 5-7 дней появляются первые всходы трав. Источники информации 1. А.с. СССР 907158, МПК Е 02 В 17/20, 1982. 2. А.с. СССР 1289876, МПК С 09 К 17/00, 1987. 3. А.с. СССР 834312, МПК Е 02 3/12, 1981. 4. А.с. СССР 1698375, МПК Е 02 17/20, 1991. 5. Патент РФ 2042768, МПК Е 02 17/20, 1995. 6. А.с. СССР 1468441, МПК А 01 С 1/00, 1/04, 1989. 7. Патент РФ 2034112, МПК Е 02 17/20, Е 01 С 9/00, 1995 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.