Смесь для устройства слоев дорожных одежд для транспортной инфраструктуры Российский патент 2019 года по МПК E01C7/08 E01C21/00 E02D3/12 

Изобретение относится к области строительства, а именно дорожного строительства, и может быть использовано при строительстве дорог, площадок, взлетно-посадочных полос, тротуаров и других объектов транспортной инфраструктуры.

Известна (RU, патент 111543, опубл. 20.12.2011) традиционная конструкция дорожной одежды, состоящая из асфальтобетонного покрытия, слоя основания из щебеночно-песчаной смеси осадочных известняковых горных пород и дренирующего слоя основания.

Недостатком известной смеси следует признать то, что основания из осадочных известняковых горных пород являются неморозостойкими, следовательно, недолговечными. Кроме того, смесь готовят непосредственно перед укладкой дорожной одежды, ее нельзя приготовить предварительно.

Известна (Дорожные одежды из цементогрунта. Могилевич В.М., изд-во «Транспорт», 1973 г., стр. 70) смесь для создания дорожной одежды, состоящая из черного щебня и цементогрунта

Недостатком данной смеси является повышенный расход битума, что значительно повышает стоимость строительства. Кроме того, смесь готовят непосредственно перед укладкой дорожной одежды, ее нельзя приготовить предварительно.

Известна (Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве, В.М. Безрук, изд-во «Транспорт», 1971 г., стр. 233) конструкция дорожной одежды, состоящая из слоя грунта, укрепленного битумной эмульсией или жидким битумом и цементом, и слоя грунта, укрепленного цементом 1 или 2 класса прочности

Недостатком данной конструкции является то, что при использовании глинистого грунта физико-механические характеристики, а именно морозостойкость, недостаточны для долговечности конструкции. Кроме того, смесь готовят непосредственно перед укладкой дорожной одежды, ее нельзя приготовить предварительно.

Известна (Методические рекомендации по устройству оснований дорожных одежд из грунтов, укрепленных портландцементом с добавкой суперпластификаторов. ГВДНИИ (СОЮЗДОРНИИ), Москва, 1991 г.) конструкция дорожной одежды, состоящая из слоя грунта, укрепленного цементом в количестве 7-10% в сочетании с 0,25-1,75% (от массы цемента) суперпластификатора С-3/СД-2А/ЛСТМ-2/Н-1

Недостатком данной конструкции является то, что введение пластификаторов, классифицируемых как суперпластификаторы, в укрепляемый грунт, как и в бетоны, приводит к относительно невысокому росту прочности и морозостойкости. Незначительным является снижение оптимальной влажности и повышение максимальной плотности, т.е. пластифицирующий эффект таких добавок. Недостаточные показатели по прочности и морозостойкости ограничивают возможность применения укрепленного грунта в конструкциях дорожных одежд. Кроме того, смесь готовят непосредственно перед укладкой дорожной одежды, ее нельзя приготовить предварительно.

Известна (RU, патент 2471737, опубл. 10.11.2015) смесь для создания дорожных одежд, содержащая буровой шлам плотностью от 1,3 до 1,8 кг/дм³, цемент в качестве основного вяжущего в количестве 4-12% от массы смеси, осушитель - строительный гипс в количестве 2-4% от массы смеси, минеральный наполнитель - песок природный в количестве 40-70% от массы смеси.

Недостатком известной смеси является то, что в достаточно большом процентном количестве использован строительный гипс, что снижает морозостойкость материала. Кроме того, все без исключения материалы на основе гипса предназначены для эксплуатации в местах с нормальной влажностью (не выше 60%). При увлажнении конструкций, содержащих более 2% гипса, прочность их уменьшается, кроме того, гипсовые изделия меняют форму под нагрузкой. Также простое смешение гипсового и цементного вяжущих приводит к разрушению материала и крайне низкой его долговечности. Кроме того, смесь готовят непосредственно перед укладкой дорожной одежды, ее нельзя приготовить предварительно.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (Методические рекомендации по использованию отходов промышленности для устройства укрепленных оснований и дополнительных слоев дорожных одежд при строительстве автомобильной дороги Москва-Симферополь на участке в районе г. Тулы, Министерство транспортного строительства, Государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт (СоюзДорНИИ), Москва, 1981 г.) смесь, содержащую грунтощебень, цемент и модификатор, в качестве которого использованы сульфитно-дрожжевая бражка или хлористый кальций.

Недостатком известной смеси следует признать недостаточную прочность и морозостойкость получаемой дорожной одежды, а также невозможность длительного хранения и предворительной заготовки приготовленной смеси, что ограничивает широкое использование этой смеси при строительстве конструктивных слоев дорожных одежд.

Техническая задача, для решения которой предложена смесь разработанного состава, состоит в создании усовершенствованного состава смеси для создания слоев дорожных одежд для транспортной инфраструктуры.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в обеспечении возможности заблаговременного приготовления смеси для производства дорожных одежд с получением ускорения темпов строительства, капитального и текущего ремонта инфраструктурных проектов при одновременном увеличении межремонтных сроков эксплуатации объектов дорожной инфраструктуры, при наличии необратимого эффекта постоянного набора несущей способности в ходе эксплуатации и уменьшении водонасыщения дорожных одежд вплоть до полной водонепроницаемости.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать смесь для устройства слоев дорожных одежд для транспортной инфраструктуры разработанного состава. Смесь разработанного состава содержит минеральные материалы, вяжущее и технологические добавки, причем в качестве минеральных материалов используют, по меньшей мере, один компонент из группы, содержащей асфальтогранулобетонные смеси, антропогеный грунт, глинистые грунты, отходы строительства и сноса зданий, обработанный грунт, искусственные грунты, песчаные грунты или их смеси, а в качестве вяжущего используют готовые к употреблению полифилизаторы «ПГСЖ-1» вместе с «ПГСП-3» или «ГТГСЭ-4» или их смеси, а в качестве технологических добавок используют, по меньшей мере, фибру из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси.

В качестве минеральных материалов также могут быть использованы местные минеральные грунты с числом пластичности менее 22.

В качестве вяжущего, в частности, могут быть использованы указанные смесь полифилизаторов «ПГСЖ-1» и «ПГСП-3» или полифилизатор «ПГСЭ-4».

Дополнительно в качестве технологических добавок может быть использована круглая фибра из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси с длиной волокна от 12 до 35 мм и диаметром от 10 до 15 микрон.

Смесь указанного состава отличается тем, что она затвердевает только после укатывания. Ее можно приготовить заранее и хранить длительное время в состоянии полуфабриката, перевозить на любые расстояния, а по прибытию на место использования и нанесения на подготовленное основание смесь прикатывают с использованием комбинированного грунтового уплотняющего средства массой выше 16 тонн до коэффициента уплотнения 1,0-1,04. Следовательно, смесь разработанного состава может быть приготовлена как на месте использования, так и заранее, с неограниченным сроком хранения.

Разработанное техническое решение в дальнейшем будет проиллюстрировано следующими примерами его реализации.

1. При устройстве дорожной одежды нежесткого типа использовали смесь состава:

Щебень и гравий крупностью до 10-15 мм (марка по дробимости более 300) - 5-10%;

Асфальтогранулобетонная смесь - 63-70%

Песок природный или из отсевов дробления - 20-25%;

Полифилизатор грунтовый стабилизирующий «ПГСЭ-4» - 1-1,5%

Фиброволокно полимерное - 0,5-1,5%.

В качестве технологической добавки использована круглая фибра из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси с длиной волокна от 12 до 35 мм и диаметром от 10 до 15 микрон.

Смесь была заранее перемешена в стационарной грунтосмесительной установке, перевезена к месту строительста и уложена на основание из местного грунта слоем толщиной от 180 до 450 мм. Уложенная смесь была уплотнена действием комбинированного кулачкового грунтового виброкатка, отпрофилирована грейдером и в последующем окончательно уплотнена гладковальцовым катком массой более 16 т. Показатели прочности дорожного покрытия соответствовали расчетным параметрам по ОДН 218.046-01.

2. При устройстве дорожной одежды нежесткого типа использовали смесь состава:

Щебень и гравий крупностью до 10-15 мм (марка по дробимости более 300) - 5-10%;

Асфальтогранулобетонная смесь - 61-70%;

Песок природный или из отсевов дробления - 20-25%;

Полифилизаторы грунтовые стабилизирующие «ПГСЖ-1» совместное «ПГСП-3» - 2,0-2,5%;

Смесь была заранее перемешена в стационарной грунтосмесительной установке, и после хранения в течение 6 месяцев в услвиях сухого хранилища перевезена к месту строительста и уложена на основание из местного грунта слоем толщиной от 180 до 450 мм. Уложенная смесь была уплотнена действием комбинированного кулачкового грунтового виброкатка, отпрофилирована грейдером и в последующем окончательно уплотнена гладковальцовым катком массой более 16 т. Полученное дорожное покрытие соответствовало расчетным параметрам по ОДН 218.046-01.

3. При устройстве дорожной одежды нежесткого типа использовали смесь состава:

Щебень и щебеночно-песчаные смеси из отходов строительства и сноса крупностью до 10-15 мм (марка по дробимости более 300) - 5-10%;

Отсев, полученный в результате переработки отходов строительства и сноса, - 43-50%;

Местные минеральные грунты с числом пластичности 17 - 30-50%;

Полифилизатор грунтовый стабилизирующий «ПГСЭ-4» - 1,0-1,5%,

Фиброволокно - 0,5-1,5%

В качестве технологической добавки использована круглая фибра из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси с длиной волокна от 12 до 35 мм и диаметром от 10 до 15 микрон.

Смесь была получена на месте строительства путем внесения в смешанные минеральные компоненты фиброволокно «ПГСЭ-4» из бочки-дозатора-распределителя, и перемешивания ресайклером на расчетную глубину уложенной на основание из местного грунта смеси слоем толщиной от 180 до 450 мм. Полученная стабилизированная смесь была уплотнена действием комбинированного кулачкового грунтового виброкатка, отпрофилирована грейдером и в последующем окончательно уплотнена гладковальцовым катком массой более 16 т. Полученное дорожное покрытие соответствовало расчетным параметрам по ОДН 218.046-01.

4. При устройстве дорожной одежды нежесткого типа использовали смесь состава:

Щебень и щебеночно-песчаные смеси из отходов строительства и сноса крупностью до 10-15 мм (марка по дробимости более 300) - 5-10%;

Отсев, полученный в результате переработки отходов строительства и сноса - 43-50%;

Местные минеральные грунты с числом пластичности 17 - 35-40%;

Полифилизаторы грунтовые стабилизирующие «ПГСЖ-1» совместно с «ПГСП-3» - 2,0-2,5%,

В качестве технологической добавки использована круглая фибра из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси с длиной волокна от 12 до 35 мм и диаметром от 10 до 15 микрон.

Смесь была получена на месте строительства путем внесения «ПГСЖ-1» из бочки-дозатора-распределителя в смесь минеральных комонентов и технологических добавок, и перемешивания ресайклером на расчетную глубину, дополнительного внесения «ПГСП-3» из бункера-распределителя с последующим перемешиванием ресайклером на расчетную глубину уложенной на основание из местного грунта смеси слоем толщиной от 180 до 450 мм. Полученная стабилизированная смесь была уплотнена действием комбинированного кулачкового грунтового виброкатка, отпрофилирована грейдером и в последующем окончательно уплотнена гладковальцовым катком массой более 16 т. Полученное дорожное покрытие соответствовало расчетным параметрам по ОДН 218.046-01.

Изобретение относится к области строительства, а именно дорожного строительства, и может быть использовано при строительстве дорог, площадок, взлетно-посадочных полос, тротуаров и других объектов транспортной инфраструктуры. Смесь для устройства слоев дорожных одежд для транспортной инфраструктуры содержит вяжущее, технологические добавки и минеральные материалы, где в качестве вяжущих использованы готовые к употреблению полифилизаторы «ПГСЖ-1» вместе с «ПГСП-3» или «ПГСЭ-4» или их смеси, в качестве технологических добавок - по меньшей мере фибра из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси, в качестве минеральных материалов - по меньшей мере один материал, выбранный из группы, содержащей асфальтогранулобетонную смесь, антропогенный грунт, искусственный грунт, глинистый грунт, отходы строительства и сноса домов, обработанный грунт, песчаный грунт. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - обеспечение возможности заблаговременного приготовления смеси для производства дорожных одежд с получением ускорения темпов строительства, капитального и текущего ремонта инфраструктурных проектов при одновременном увеличении межремонтных сроков эксплуатации объектов дорожной инфраструктуры при наличии эффекта постоянного набора несущей способности в ходе эксплуатации и уменьшении водонасыщения дорожных одежд вплоть до полной водонепроницаемости. 2 з.п. ф-лы.

1. Смесь для устройства слоев дорожных одежд для транспортной инфраструктуры, содержащая вяжущее, технологические добавки и минеральные материалы, отличающаяся тем, что в качестве вяжущих использованы готовые к употреблению полифилизаторы «ПГСЖ-1» вместе с «ПГСП-3» или «ПГСЭ-4» или их смеси, в качестве технологических добавок использована по меньшей мере фибра из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси, а в качестве минеральных материалов использован по меньшей мере один материал, выбранный из группы, содержащей асфальтогранулобетонную смесь, антропогенный грунт, искусственный грунт, глинистый грунт, отходы строительства и сноса домов, обработанный грунт, песчаный грунт.

2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве минеральных материалов использованы местные минеральные грунты с числом пластичности менее 22.

3. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что использована круглая фибра из полиэфира, полипропилена, стекловолокна или их смеси с длиной волокна от 12 до 35 мм и диаметром от 10 до 15 мкм.