Способ термического укрепления грунта в насыпи дороги Советский патент 1989 года по МПК E02D3/11 

1

(21)4387005/23-33

(22)04.03.88

(46) 23.12.89. Бюл. 47

(71)Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина

(72)А.П.Юрданов, Г.П.Гусева и Ю.А.Юрдан-ов

(53)624.138..9(088;8)

(56) Авторское свидетельство СССР 1006609, кл. Е 02 D 3/11, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1435701, кл. Е 02 и 3/11, 1987.

(54)СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА В НАСЫПИ ДОРОГИ

С57) Изобретение относится к строительству, в частности к возведению насыпного основания автомобильных дорог с его укреплением термическим

воздействием,и направлено на снижение энергозатрат. Это достигается тем, что в грунте основания насыпи образуют каналы по одному вдоль ее боковых сторон и ее средине, каждый глубиной, равной высоте трубы. В средний канал в период укладки труб помещают дополнительную трубу с продольно перфорированной частью. Верхний слой насыпного грунта уплотняют перед генерированием горячих газов. Вакуумирование ведется через дополнительную трубу. Перфорированная часть труб размещается в каналах обращенной вверх. Достигается снижение расхода энергозатрат до 26% и общей длительности работ до 16%. 2 табл. 1 ил.

i

(/)

Изобретение относится к строительству, в частности к возведению насыпного основания автомобильных дорог с его укреплением термическим воздействием, и направлено на снижение энергозатрат. Это достигается тем, что в грунте основания насыпи образуют каналы по одному вдоль ее боковых сторон и ее средине, каждый глубиной, равной высоте трубы. В средний канал в период укладки труб помещают дополнительную трубу с продольно перфорированной частью. Верхний слой насыпного грунта уплотняют перед генерированием горячих газов. Вакуумирование ведется через дополнительную трубу. Перфорированная часть труб размещается в каналах обращенной, вверх. Достигается снижение расхода энергозатрат до 26% и общей длительности работ до 16%. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к возведению насыпного основания автомобильных дорог с его укреплением термическим воздействием.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

На чертеже изображены разрез насыпи и основания дороги, нагнетательных и вакуумирующих скважин и размещение основного технологического оборудования и приборов.

Способ осуществляют следующим образом.

В площади насыпи 1 в грунте основания 2 дороги образуют прорези 3 на высоту нагнетательных 4 и вакуу- мирующей 5 труб, продольно перфорированных с их верхней части. Нагнетательные трубы 4, образукицие скважины, через вентили 6 соединены с генератором 7 горячих газов, а вакууми- рующая труба 5 подключена к вакуум- насосу 8. После укладки разрыхленного грунта в насыпи 1, предварительно перемешанного с измельченным твердым топливом, его поверхностный слой 9 уплотняют. Затем опробуют всю систему на герметичность, подают в нагнетательную трубу 4 горячие газы и одновременно создают в трубе 5 разрежение в соответствии с зависимостью

ел

00

о

О5 05 00

и р р н

Н ,л. Л-ч

т (о- -Ь

где Р - давление нагнетания горячих

газов, Mlla; Н - высота насыпи дороги, м;

Л

а

расстояние между средней и боковой трубами, м; расчетная длительность термического укрепления грунта в насыпи дороги, равная А-Н/а, 4i

время с начала нагнетания горячих газов, ч опытный коэффициент скорост укрепления грунта, . Горячие газы выходят из перфораций верха труб 4 и поступают через перфорации верха вакуумирующих труб 5 по направлению 10 фильтрации газового потока. Нагнетание горячих газов с вакуумированием ведут пока температура грунта в насыпи 1 не достигнет расчетной, например 600- 800 С, соответственно для подстилающего слоя дороги и несущего покрытия ее. Контроль температуры осуществляют по показаниям термопар 11 с самопишущими приборами 12, давление измеряют манометрами 13, а вакуумиро- ванные газы осушают в осушителях- фильтрах 14,

Заглубление труб 4 и 5 в прорези 3 на высоту труб 4 и 5 создает поле фильтрации газов, изображенное линиями 10, Перфорация сверху позволяет создавать направленный поток горячих газов вверх и их равномерный отсос, в результате чего потери тепла в стороны с горячими газами сокращаются. Уплотнение поверхности до начала нагнетания горячих газов сокращает их потери в атмосферу. Одновременное вакуумирование с подачей горячих газов и в процессе последующего сгорания твердого топлива создает направленный поток газов не вверх, а в стороны вакуумирующих труб 5, что также сокращает тепловые потери. Зависимость (1) получена в результате математической обработки экспери- .ментальных данных.

Пример, На двух экспериментальных участках дороги осуществляют термическое укрепление покровного суглинка в насыпи. Длина участков по 8 м, ширина проезжей части дороги м, высота насыпи Н 0,6 м, поперечный уклон дороги 4%, разрыхленный грунт перемешивают с каменным углем, имеющим теплоту сгорания 21,6 Н1Дж/к1 , в соотношении по массе .5,6%, Скважины образуют из керамичес0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ких дренажных труб диаметром 75 мм с перфорацией их верха отверстиями 0,5 см.

Под насыпью 1 в основании 2 дороги вьшолняют продольные прорези 3 в количестве трех, двух по границе проезжей части и обочин и одной в центре дороги на высоту около 10 см шириной 20 см скребковым приспособлением к бульдозеру Д-259, Затем, после укладки насыпи по верху нагнетательных 4 и вакуумирующей 5 труб, соединенных соответственно через вентили 6 с генератором 7 горячих газов и с вакуум-насосом 8, поверхностный слой 9 уплотняют ножом бульдозера Д-259, После проверки всей системы на герметичность нагнетают горячие газы в скважины 4 под давлением Р„ 0,05 МПа с одновременным вакуумированием, образующей скважину трубы 5 при разрежении Рр 0,18 МПа, По предварительно проведенным опытам установлено, что скорость термического укрепления грунта в насыпи дороги а 0,1 . Следовательно, согласно указанному соотношению Q 3 0,6/0,1 18 ч. Фактически длительность составляет 17 и 20 ч. Температуру грунта измеряют показаниями термопар с самопишушими приборами 12, Для измерения давления используют пружинные манометры 13, а сушки влажного воздуха - осушители - фильтры 14 шторного типа.

Расчетное разрежение согласно указанному соотношению составляет Рр (0,05 0,6/0,3)(18 --г), его изменение во времени принимается по данным табл, 1, в которой время учи- тьшается через i- 3 ч.

Сравнительные данные для известного и предлагаемого способов приведены в табл, 2,

Таким образом, предлагаемый спо- соб позволяет сократить удельный расход тепловой энергии на 18-26% и общую длительность работ на 13-16%,

Формула изобретения

ч

Способ термического укрепления грунта в насыпи дороги, включакщий образование в пределах площади насыпи горизонтальных скважин путем укладки труб, каждая с продольно перфорированной частью, рыхление

15

грунта, введение в него измельченного твердого топлива, укладку разрыхленного грунта на площадь насыпи, герметизацию скважин, генерирование в них горячих газов, нагнетание последних в грунт с сжиганием в нем твердого топлива, вакуумирование грунта во время нагнетания в него горячих газов и уплотнение верхнего слоя на- сьтного грунта с выдерживанием уклонов дороги, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, перед укладкой труб осуществляют образование в грунте основания насыпи каналов по одному вдоль ее бо- ковых сторон и ее средине, каждый глубиной, равной высоте трубы, в период укладки последних ведут размещение в среднем канале дополнительной трубы с продольно перфорированной частью, уплотнение верхнего слоя насыпного грунта производят перед генерированием горячих газов, а вакуумирование грунта осуществляют через дополнительную трубу, причем в процессе укладки труб их перфорированную часть размещают обращенной вверх, а вели- 4ину разрежения при вакуумировании урунта определяют из зависимости

i.U А

лл. л, (с/о -t ),

Р - давление нагнетаемых газов, Mnai высота насыпи дороги, м;

Н А

расстояние между средней и боковой трубами, м;

- расчетная, длительность термического укрепления грунта, равная АН/а, ч; время с начала нагнетания горячих газов, ч; опытный коэффициент скорости укрепления грунта, м /ч.

10

15

Таблица 2

25

ffi Iff

/VV W vt f f / / W