Стабилизированное дорожное основание и способ получения стабилизированного дорожного основания Российский патент 2019 года по МПК E01C3/04 E01C7/36 

Описание патента на изобретение RU2703034C1

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен состав для стабилизации грунта и способ получения стабилизированного дорожного основания, раскрытые в RU 2592588 С1, опубл. 27.07.2016. Состав стабилизированного дорожного основания содержит следующие компоненты: цемент, буроугольная зола унос и растворимые соли кальция. Способ получения стабилизированного дорожного основания включает предварительную подготовку грунта, разрыхление, внесение в грунт заданного количества состава для стабилизации и увлажнение до 20%, перемешивание и последующее уплотнение. При этом глинистый грунт обрабатывают выше описанным стабилизирующим составом, причем сначала вносят в грунт соли кальция в виде раствора до влажности грунта не менее 16% в количестве 0,1-0,6 кг/м2, затем вносят цемент и буроугольную золу уноса в виде сухой смеси в количестве 10-20 кг/м2 дороги, после чего грунт разрыхляют на глубину 5-15 см, на поверхность наносят инертный наполнитель толщиной 2-4 см, разрыхляют и перемешивают на глубину 5-15 см, при уплотнении дорогу профилируют и, при необходимости, гидрофобизируют.

Недостатком известного выше источника является низкий срок службы стабилизированного дорожного основания из-за не пластичности стабилизированного дорожного основания.

Кроме того, из уровня техники известно стабилизированное дорожное основание и способ получения стабилизированного дорожного основания, раскрытые в RU 2645316 С1, опубл. 20.02.2018, прототип. Стабилизированное дорожное основание содержит связный грунт, комплексное вяжущее, воду и химическую добавку "Чимстон" для обеспечения требуемой влажности, при этом в качестве основного компонента комплексного вяжущего используется сталеплавильный конвертерный шлак Новолипецкого металлургического комбината, активатора твердения - портландцемент или шлакопортландцемент марок по прочности не ниже М300. Способ получения дорожного основания (укрепленного грунта) включает добавление суспензии на основе химической добавки и воды в предварительно подготовленный грунт, последующее добавление

Недостатком раскрытого выше технического решения является низкий срок службы стабилизированного дорожного основания из-за не пластичности стабилизированного дорожного основания.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка стабилизированного дорожного основания, обладающего пластичностью при высокой механической прочности.

Техническим результатом изобретения является повышение механической прочности, морозостойкости, пластичности стабилизированного дорожного основания. Указанный технический результат достигается за счет того, что Способ получения стабилизированного дорожного основания в виде монолитного слоя, включающий следующие этапы:

a) снятие растительного грунта;

b) нанесение слоя отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства на уплотненное грунтовое основание толщиной 40-60% от толщины стабилизируемого дорожного основания, с последующим профилированием и уплотнением нанесенного слоя указанного отсева щебня;

c) получение слоя шлакогрунта путем перемешивания отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства и грунта на глубину 20-50 см при одновременном или последующим увлажнении слоя шлакогрунта до влажности 15-30%;

d) последовательное распределение модификатора АКРОПОЛ ГСМ и портландцемента на слое шлакогрунта, при расходах модификатора 1,5-2,5 кг/м3 портландцемента 40-120 кг/м3;

e) получение слоя стабилизированного дорожного основания путем перемешивания распределенных на этапе d) компонентов со шлакогрунтом, с последующим получением уплотненного дорожного основания путем уплотнения указанного перемешенного слоя и последующим проливом уплотненного дорожного основания в течение 3 суток.

При необходимости, осуществляют уплотнение грунтового основания после снятия растительного грунта.

При необходимости, осуществляют уплотнение слоя шлакогрунта после его получения.

Стабилизированное дорожное основание в виде монолитного слоя, полученное выше указанным способом, содержащего сырьевую смесь компонентов, содержащих грунт, отсев щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства, портландцемент и модификатор АКРОПОЛ ГСМ, при следующем соотношении компонентов в мас. %:

грунт - 40-60;

отсев щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства - 40-60;

портландцемент, сверх 100% - 2-7;

указанный модификатор, сверх 100% - 0,1-0,3.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Стабилизированное дорожное основание в виде монолитного слоя, полученное выше указанным способом, содержащего сырьевую смесь компонентов, содержащих грунт, отсев щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства, портландцемент и модификатор АКРОПОЛ ГСМ, при следующем соотношении компонентов в мас. %: грунт - 40-60; отсев щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства - 40-60; портландцемент, сверх 100% - 2-7; указанный модификатор, сверх 100% - 0,1-0,3.

Способ получения стабилизированного дорожного основания в виде монолитного слоя осуществляют следующим образом.

На первом этапе осуществляют снятие растительного грунта в месте расположения будущего стабилизированного дорожного основания.

Далее осуществляют нанесение слоя отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства на уплотненное грунтовое основание толщиной 30-70% от толщины будущего стабилизируемого дорожного основания, с последующим профилированием при помощи грейдера и уплотнением при помощи прохода катка весом 10-16 тонн нанесенного слоя указанного отсева щебня. При необходимости, перед нанесением слоя указанного отсева щебня осуществляют уплотнение грунтового основания без растительного слоя при помощи прохода катка весом 10-16 тонн.

После чего осуществляют получение слоя шлакогрунта путем перемешивания отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства и грунта, при этом глубина перемешивания составляет 20-50 см. Перемешивание при получении слоя шлакогрунта с одновременным увлажнением слоя шлакогрунта или увлажнение осуществляют после перемешивания при получении слоя шлакогрунта. Слой шлакогрунта увлажняют до влажности 15-30%. При необходимости, после получения слоя шлакогрунта, осуществляют его уплотнение при помощи прохода катка весом 10-16 тонн.

Затем осуществляют последовательное распределение модификатора АКРОПОЛ ГСМ и портландцемента на слое шлакогрунта, при расходе портландцемента 40-120 кг/м3 и расходе указанного модификатора 1,5-2,5 кг/м3.

Для получения слоя стабилизированного дорожного основания в виде монолитного слоя осуществляют: перемешивание слоя шлакогрунта и распределенных в нем портландцемента и указанного модификатора, при этом глубина перемешивания составляет 20-50 см; уплотнение указанного перемешенного слоя при помощи 8-12 проходов по одному следу пневмокатка весом 16-18 тонн (при этом 2-4 прохода осуществляют с включенным виброрежимом пневмокатка) с получением уплотненного дорожного основания и последующим проливом уплотненного дорожного основания в течение 3 суток.

В результате вышеописанных операций при твердении смеси заявленных компонентов стабилизированного дорожного основания, образуется пластичный монолитный слой стабилизированного дорожного основания, обладающий высокими физико-механическими характеристиками. При этом перед получением дорожного основания осуществляют контроль влажности, который должен соответствовать 15-30%.

Получить стабилизированное дорожное основание можно на любом существующем грунте (песчаные грунты, суглинки, супеси и другие известные грунты), кроме торфа, ила..

Отсев щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства является основным компонентом комплексного вяжущего и формирует необходимые физико-механические свойства стабилизированного дорожного основания. Заявленная фракция 0-5 мм обеспечивает необходимый уровень физико-химических показателей.

При толщине нанесения на грунтовое основание отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства ниже заявленного интервала приведет к ухудшению физико-механических показателей, а выше - к удорожанию стабилизированного дорожного основания, без значительного увеличения физико-химических показателей.

Портландцемент является активатором твердения отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства. При содержании цемента ниже заявленного интервала приведет к ухудшению физико-механических показателей, а выше - к образованию трещин в стабилизированное дорожное основание.

Модификатор АКРОПОЛ ГСМ позволяет увеличить сроки твердения стабилизированного дорожного основания и за счет наличия отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства позволяет получить стабилизированное дорожное основание с высокой прочностью и морозостойкостью, одновременно являющееся пластинным (характеризуется пределом прочности на растяжение), что позволяет сохранять свои физико-химические характеристики без разрушения длительное время.

Кроме того, заявленное стабилизированное дорожное основание за счет пластичности позволяет не использовать деформационные швы, которые применяют в жестком дорожной одежде, примером которой является прототип заявленного изобретения. При содержании модификатора АКРОПОЛ ГСМ ниже заявленного интервала приведет к ухудшению физико-механических показателей, а выше - к удорожанию стабилизированного дорожного основания, без значительного увеличения физико-химических показателей.

Предварительное перемешивание отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства и грунта, позволяет достичь однородную смесь, а после добавления портландцемента и модификатора АКРОПОЛ ГСМ позволит получить однородность физико-механических и химических показателей стабилизированного дорожного основания по всей его площади за счет равномерного воздействия модификатора на отсев щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства и портландцемент, что позволяет при увеличенных сроках твердения, получить стабилизированного дорожного основания в виде пластичного монолитного слоя, имеющий высокие показатели пластичности и прочности по всей длине, толщине и ширине стабилизированного основания.

Перемешивание исходных компонентов заявленного стабилизированного дорожного основания на глубину ниже заявленного интервала приведет к ухудшению физико-механических показателей, а выше - к удорожанию стабилизированного дорожного основания, без значительного увеличения физико-химических показателей.

Влажность 15-30% обеспечивает необходимый уровень физико-химических свойств стабилизированного дорожного основания при твердении смеси исходных компонентов.

Перемешивание компонентов стабилизированного дорожного основания с грунтом на глубину меньше 20 см не позволит достичь необходимый уровень физико-химических свойств, а больше 50 см - не позволит получить однородность дорожного основания.

В таблице 1 и 2 представлены составы исходных компонентов для получения стабилизированного основания и результаты экспериментов по физико-механическим характеристикам полученного стабилизированного дорожного основания. В таблице для составов 1-3 результаты пределов прочности на сжатие и растяжение представлены после 10 суток твердения при полном водонасыщении, а для прототипа после 28 суток твердения.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

Похожие патенты RU2703034C1

название год авторы номер документа
МОДИФИКАТОР "ГРАУНДСЛАГ" ДЛЯ ШЛАКО-ГРУНТОВЫХ СМЕСЕЙ, СТАБИЛИЗИРОВАННОЕ И УКРЕПЛЕННОЕ ДОРОЖНОЕ ОСНОВАНИЕ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2020
  • Бишко Петр Богданович
  • Бишко Станислав Петрович
  • Фукс Александр Владимирович
RU2756751C1
СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ДОРОЖНОГО ОСНОВАНИЯ 2022
  • Глухов Андрей Владимирович
  • Ермоленко Сергей Иванович
RU2800500C1
МНОГОСЛОЙНОЕ КОМБИНИРОВАННОЕ ДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО КОМБИНИРОВАННОГО ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ 2016
  • Бишко Станислав Петрович
  • Бишко Петр Богданович
  • Фукс Александр Владимирович
RU2627412C1
МНОГОСЛОЙНОЕ КОМБИНИРОВАННОЕ ДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО КОМБИНИРОВАННОГО ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ 2016
  • Бишко Станислав Петрович
  • Бишко Петр Богданович
  • Фукс Александр Владимирович
RU2627417C1
Реагент для очистки сточных вод промышленных предприятий 2021
  • Бишко Петр Богданович
  • Бишко Станислав Петрович
  • Фукс Александр Владимирович
RU2770362C1
СОСТАВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ГРУНТА И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ 2005
  • Буваев Антон Юрьевич
  • Проворнов Сергей Юрьевич
  • Тараненко Сергей Иванович
RU2281356C1
СРЕДСТВО МОМЕНТАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРОТИВ ГОЛОЛЕДА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ 2017
  • Бишко Петр Богданович
  • Бишко Станислав Петрович
  • Фукс Александр Владимирович
RU2663428C1
Модифицирующая комплексная добавка для элементов дорожных конструкций из грунтов и материалов, укрепленных цементом, и укрепленное цементом основание дорожной одежды 2023
  • Матвиенко Федор Валентинович
RU2816734C1
СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ, ПЛОЩАДОК, ТРОТУАРОВ НА ОСНОВЕ ЗОЛОМИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ 1998
  • Симонов В.Я.
RU2153554C2
ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ ИЗ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ШЛАКА КОНВЕРТЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД СТАНЦИЙ АЭРАЦИИ 2017
  • Бишко Петр Богданович
  • Бишко Станислав Петрович
  • Фукс Александр Владимирович
RU2685152C1

Реферат патента 2019 года Стабилизированное дорожное основание и способ получения стабилизированного дорожного основания

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог. Технический результат: повышение механической прочности, морозостойкости, пластичности дорожного основания. Способ получения стабилизированного дорожного основания в виде монолитного слоя включает этапы: снятие растительного грунта; нанесение слоя отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства на уплотненное грунтовое основание толщиной 40-60 % от толщины стабилизируемого дорожного основания, с последующим профилированием и уплотнением нанесенного слоя указанного отсева щебня; получение слоя шлакогрунта путем перемешивания отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства и грунта на глубину 20-50 см при одновременном или последующем увлажнении слоя шлакогрунта до влажности 15-30 %; последовательное распределение модификатора АКРОПОЛ ГСМ и портландцемента на слое шлакогрунта, при расходах модификатора 1,5-2,5 кг/м3, портландцемента 40-120 кг/м3; получение слоя стабилизированного дорожного основания путем перемешивания распределенных компонентов со шлакогрунтом, с последующим получением уплотненного дорожного основания путем уплотнения указанного перемешенного слоя и последующим проливом уплотненного дорожного основания в течение 3 суток. Также описано стабилизированное дорожное основание, полученное таким способом. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 703 034 C1

1. Способ получения стабилизированного дорожного основания в виде монолитного слоя, включающий следующие этапы:

a) снятие растительного грунта;

b) нанесение слоя отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства на уплотненное грунтовое основание толщиной 40-60 % от толщины стабилизируемого дорожного основания, с последующим профилированием и уплотнением нанесенного слоя указанного отсева щебня;

c) получение слоя шлакогрунта путем перемешивания отсева щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства и грунта на глубину 20-50 см при одновременном или последующем увлажнении слоя шлакогрунта до влажности 15-30 %;

d) последовательное распределение модификатора АКРОПОЛ ГСМ и портландцемента на слое шлакогрунта, при расходах модификатора 1,5-2,5 кг/м3, портландцемента 40-120 кг/м3;

e) получение слоя стабилизированного дорожного основания путем перемешивания распределенных на этапе d) компонентов со шлакогрунтом, с последующим получением уплотненного дорожного основания путем уплотнения указанного перемешенного слоя и последующим проливом уплотненного дорожного основания в течение 3 суток.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют уплотнение грунтового основания после снятия растительного грунта.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют уплотнение слоя шлакогрунта.

4. Стабилизированное дорожное основание в виде монолитного слоя, полученное способом по п. 1, содержащее сырьевую смесь компонентов, содержащих грунт, отсев щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства, портландцемент и модификатор АКРОПОЛ ГСМ, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

грунт – 40-60;

отсев щебня фракции 0-5 мм сталеплавильного шлака конвертерного производства – 40-60;

портландцемент, сверх 100 % – 2-7;

указанный модификатор, сверх 100 % – 0,1-0,3.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2703034C1

АКРОПОЛ ГСМ
Система модификаторов для обеспыливания, связывания грунтов
НПО СТРИМ
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
Размещено на стр
Устройство для сортировки каменного угля 1921
  • Фоняков А.П.
SU61A1
Укрепленный глинистый грунт 2017
  • Лукашук Александр Геннадьевич
  • Черногиль Виталий Богданович
  • Подольский Владислав Петрович
RU2645316C1
СОСТАВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ГЛИНИСТОГО ГРУНТА И СПОСОБ СОЗДАНИЯ ГРУНТОВЫХ ДОРОГ С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 2015
  • Зырянов Владимир Васильевич
RU2592588C1
ГОРЕЛКА ДЛЯ КУХНИ ТИПА "ПРИМУС" 1926
  • Потынский Ц.Б.
SU6346A1
СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ 2001
  • Шильникова Г.П.
  • Жданова С.М.
  • Воронин В.В.
RU2192517C2

RU 2 703 034 C1

Авторы

Бишко Петр Богданович

Бишко Станислав Петрович

Фукс Александр Владимирович

Даты

2019-10-15Публикация

2018-12-24Подача