Состав для устройства конструктивных слоев дорожных одежд Российский патент 2020 года по МПК E01C7/00 E01C21/00 

Описание патента на изобретение RU2726102C1

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для устройства конструктивных слоев дорожных одежд.

Известно, что основной причиной удорожания дорожного строительства во многих регионах России является дефицит кондиционных материалов. Перспективным способом снижения материально-технических затрат является применение минерального сырья, улучшенного стабилизирующими добавками различной природы. Конструктивные слои из грунтов, укрепленных цементом, имеют существенные недостатки - низкую водо- и морозостойкость, деформативность и интенсивное трещинообразование. Перспективным направлением в решении данной проблемы является разработка составов дорожных цементогрунтов, модифицированных стабилизирующими добавками, улучшающими их физико-механические характеристики.

Известна дорожная смесь, содержащая, мас. %: грунт 100, цемент 4-8, дивинилстирольный латекс 2-4, вода 5-20 (в соответствии с оптимальной влажностью исходного грунта) (авторское свидетельство СССР №481661, опубл. 25.08.1975 г., Бюл. №31). Недостатком данной дорожной смеси является недостаточно высокая деформационная способность к воздействующим нагрузкам, а также большая дозировка дорогостоящего дивинилстирольного латекса.

Известен состав строительной смеси для устройства оснований и конструктивных слоев автомобильных дорог и аэродромов, включающий, мас. %: цемент 6-8; грунт 81,5-87,0; отходы производства изделий из полистирола 0,5-1,5; кубовый остаток производства хлорвинила 5-10 (авторское свидетельство СССР №1286668, опубл. 30.01.1987 г., Бюл. №4). Недостатками состава строительной смеси являются - высокая водопроницаемость, низкие прочностные характеристики и морозостойкость, длительный срок набора прочности.

Известен укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных дорог и покрытий переходного типа, содержащий природный грунт и вяжущее, включающее полимерсодержащий раствор (патент РФ №2389844, опубл. 20.05.2010 г., Бюл. №14). Данный укрепленный грунт характеризуется сравнительно высокими значениями прочности, водостойкости и морозостойкости. Однако необходимость использования в качестве полимерсодержащего раствора отхода производства автомобильных шин, включающего каучук в виде латекса ДМВП - 10Х и каучук в виде латекса СКД 1С, в определенной мере ограничивает доступность к широкому использованию данного производственного отхода.

Наиболее близким по техническому решению, принятым за прототип, является грунтовая смесь для дорожного строительства (патент РФ №2545228, опубл. 27.03.2015 г., Бюл. №9), содержащая, мас. %: грунт - 100; портландцемент - 6-10 (сверх 100%); октилтриэтоксисилан - 0,01-0,3 (сверх 100%); щелочь - 0,1-0,7 (сверх 100%); вода 8-20 (сверх 100%). Техническим результатом заявляемой грунтовой смеси является повышение гидрофобности и морозостойкости, а также экономической эффективности строительства.

Недостатками данной грунтовой смеси являются невысокая прочность на сжатие и на растяжение при изгибе, а применение гидроксида натрия является экологически небезопасным, может приводить к быстрому износу оборудования и техники для производства работ.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении предела прочности при сжатии и предела прочности на растяжение при изгибе.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом составе для устройства конструктивных слоев дорожных одежд содержатся: песок из отсевов дробления по ГОСТ 31424-2010; минеральное вяжущее - портландцемент с минеральными добавками по ГОСТ 31108-2016; полимерный композит в виде коллоидного раствора высокомолекулярного поверхностно-активного вещества (продукта полиальдольной конденсации ацетальдегида) с добавками калиевых и натриевых солей метакремниевой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. %:

песок из отсевов дробления 77-81 портландцемент 10-6 полимерный композит 0,3-0,5 (сверх 100%) вода 13

Достижение указанного технического результата обусловлено образованием комплексных соединений при взаимодействии полимерного композита с ионами жидкой фазы цементно-полимерной системы. Использование полимерного композита в составе дорожно-строительного материала позволяет повысить предел прочности при сжатии и предел прочности на растяжение при изгибе.

Характеристика исходных материалов:

1. Песок из отсевов дробления по ГОСТ 31424-2010 фракции 0-5 мм.

2. Минеральное вяжущее - портландцемент с минеральными добавками по ГОСТ 31108-2016: тип ЦЕМ II; класс прочности - 32,5; быстротвердеющий.

3. Полимерный композит в виде коллоидного раствора высокомолекулярного поверхностно-активного вещества (продукта полиальдольной конденсации ацетальдегида) с добавками калиевых и натриевых солей метакремниевой кислоты (ПАВ синтезирован в воде при 80°С; массовое соотношение ПАВ: натриевая соль : калиевая соль - 1:1:0,5).

4. Вода по ГОСТ 23732-2011.

Разработка состава для дорожного строительства проводилась в соответствии с ГОСТ 23558-94 путем подбора оптимального количества вяжущего в процентах от массы песка из отсевов дробления с учетом его оптимальной влажности. Основными критериями оценки оптимальности состава являлись прочностные характеристики и значения коэффициентов морозостойкости.

Пример. В воздушно-сухой песок из отсевов дробления по ГОСТ 31424-2010 фракции 0-5 мм, вносили портландцемент с минеральными добавками по ГОСТ 31108-2016. Состав смеси, мас. %: песок из отсевов дробления 77-81; портландцемент 10-6. Смесь перемешивали вручную. После чего вводили полимерный композит (0,3-0,5 мас. % сверх 100%), растворенный в оптимальном количестве воды (13 мас. %), после чего снова перемешивали. Из полученной смеси каждого вида изготавливали образцы цилиндры диаметром 50 мм, высотой 50 мм, а также образцы балочки размером 160×40×40 мм уплотнением смеси в стальных формах. Прочностные характеристики получены в соответствии с ГОСТ 23558-94 на образцах, подвергнутых полному водонасыщению. Анализ физико-механических характеристик образцов проводили через 28 суток.

Физико-механические характеристики полученных образцов приведены в таблице 1. Показано, что введение в состав дорожно-строительного материала полимерного композита в виде коллоидного раствора высокомолекулярного поверхностно-активного вещества (продукта полиальдольной конденсации ацетальдегида) с добавками калиевых и натриевых солей метакремниевой кислоты позволяет получить морозостойкий дорожно-строительный материал с маркой по прочности М60 - М75.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый состав для устройства конструктивных слоев дорожных одежд позволяет получать морозостойкий дорожно-строительный материал с маркой по прочности М60 - М75 при содержании вяжущего 6-10 мас. %, тогда как по прототипу - М20 - М40. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения «новизна». Сравнение заявляемого состава для дорожного строительства с другими аналогичными техническими решениями в данной области не позволили выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого состава для устройства конструктивных слоев дорожных одежд условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет получать экономически эффективный дорожно-строительный материал для устройства конструктивных слоев дорожных одежд с маркой по прочности М60 - М75 в соответствии с ГОСТ 23558-94.

Похожие патенты RU2726102C1

название год авторы номер документа
Грунтовая смесь для дорожного строительства 2020
  • Коновалова Наталия Анатольевна
  • Беспилотов Дмитрий Викторович
  • Панков Павел Павлович
  • Руш Елена Анатольевна
  • Авсеенко Надежда Дмитриевна
RU2754841C1
Состав для устройства слоев оснований дорожной одежды 2019
  • Коновалова Наталия Анатольевна
  • Дабижа Ольга Николаевна
  • Панков Павел Павлович
  • Бесполитов Дмитрий Викторович
  • Ярилов Евгений Витальевич
  • Яковлев Дмитрий Александрович
RU2726095C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И ДРУГИХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ 2019
  • Коновалова Наталия Анатольевна
  • Дабижа Ольга Николаевна
  • Панков Павел Павлович
  • Коновалов Александр Георгиевич
  • Ярилов Евгений Витальевич
  • Яковлев Дмитрий Александрович
RU2726094C1
СОСТАВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ГРУНТА 2019
  • Коновалова Наталия Анатольевна
  • Дабижа Ольга Николаевна
  • Панков Павел Павлович
  • Ярилов Евгений Витальевич
  • Яковлев Дмитрий Александрович
RU2717592C1
Состав для повышения несущей способности оснований земляного полотна 2023
  • Коновалова Наталия Анатольевна
  • Панков Павел Павлович
  • Шаванов Николай Дмитриевич
  • Бесполитов Дмитрий Викторович
  • Руш Елена Анатольевна
RU2811558C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЛОЕВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА 2020
  • Бондаренко Светлана Николаевна
  • Гридчин Анатолий Митрофанович
  • Бодяков Александр Николаевич
  • Логвиненко Анжелика Александровна
  • Лебедев Михаил Сергеевич
RU2757238C1
СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА 2021
  • Зарубина Анжелла Николаевна
  • Олиференко Галина Львовна
  • Иванкин Андрей Николаевич
  • Борисов Вячеслав Алексеевич
RU2768348C1
СОСТАВ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 2017
  • Дабижа Ольга Николаевна
  • Коновалова Наталия Анатольевна
  • Панков Павел Павлович
  • Ярилов Евгений Витальевич
  • Яковлев Дмитрий Александрович
RU2660969C1
Фибробитумоцементогрунтовая смесь 2023
  • Чудинов Сергей Александрович
RU2820381C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЛОЕВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА 2020
  • Бондаренко Светлана Николаевна
  • Логвиненко Анжелика Александровна
  • Серебреникова Марина Вячеславовна
  • Бодяков Александр Николаевич
RU2750536C1

Реферат патента 2020 года Состав для устройства конструктивных слоев дорожных одежд

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для устройства конструктивных слоев дорожных одежд. Состав для устройства конструктивных слоев дорожных одежд содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм – 77-81; в качестве минерального вяжущего портландцемент с минеральными добавками (класс прочности – 32,5, быстротвердеющий) – 10-6; вода – 13. Сверх 100% содержится полимерный композит, мас. %, – 0,3-0,5, который представляет собой коллоидный раствор высокомолекулярного поверхностно-активного вещества (продукта полиальдольной конденсации ацетальдегида) с добавками калиевых и натриевых солей метакремниевой кислоты. Технический результат заключается в повышении предела прочности при сжатии и предела прочности на растяжение при изгибе. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 726 102 C1

Состав для устройства конструктивных слоев дорожных одежд содержит песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм; минеральное вяжущее - портландцемент с минеральными добавками (класс прочности - 32,5; быстротвердеющий); полимерный композит в виде коллоидного раствора высокомолекулярного поверхностно-активного вещества (продукта полиальдольной конденсации ацетальдегида) с добавками калиевых и натриевых солей метакремниевой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. %:

песок из отсевов дробления 77-81 портландцемент 10-6 полимерный композит 0,3-0,5 (сверх 100%) вода 13

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2726102C1

СОСТАВ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 2017
  • Дабижа Ольга Николаевна
  • Коновалова Наталия Анатольевна
  • Панков Павел Павлович
  • Ярилов Евгений Витальевич
  • Яковлев Дмитрий Александрович
RU2660969C1
ГРУНТОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Вдовин Евгений Анатольевич
  • Мавлиев Ленар Фидаесович
  • Строганов Виктор Федорович
  • Буланов Павел Ефимович
RU2545228C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2004
  • Сватовская Л.Б.
  • Соловьева В.Я.
  • Комохов П.Г.
  • Степанова И.В.
  • Сычева А.М.
RU2256630C1
ЗОЛОМИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД 2007
  • Малышев Александр Викторович
  • Васильев Борис Викторович
  • Трухин Юрий Александрович
  • Мурашев Сергей Владимирович
  • Иванов Геннадий Николаевич
  • Гладков Евгений Георгиевич
RU2350709C1
Способ заурепления грунта 1976
  • Гольдин Эвель Маркович
  • Соскин Георгий Михайлович
  • Краюшкин Евгений Дмитриевич
  • Усатова Татьяна Александровна
  • Мисуркина Людмила Анатольевна
SU608871A1
CN 103922764 A, 19.08.2015
ДИНЦЕС А.И
и др., Основы технологии нефтехимического синтеза, Москва, Гостоптехиздат, 1960, с.313-319.

RU 2 726 102 C1

Авторы

Дабижа Ольга Николаевна

Коновалова Наталия Анатольевна

Панков Павел Павлович

Ярилов Евгений Витальевич

Яковлев Дмитрий Александрович

Даты

2020-07-09Публикация

2019-05-14Подача