Способ возведения грунтового дорожного покрытия

 

Использование: дорожное строительство, упрочнение грунта термической обработкой. Сущность изобретения: способ возведения грунтового дорожного покрытия заключается в том, что измельчение грунта, смешение с минеральными добавками, разогрев грунта и спекание его осуществляют в высокотемпературном газовом потоке, создаваемом реактивным авиационным двигателем. Способ обеспечивает высокую прочность и химстойкость получаемого покрытия, эффективное использование топлива и обладает высокой производительностью. 1 ил.

Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к технологии упрочнения грунта термической обработкой.

Известен способ термической обработки грунта [1] включающий рыхление грунта, введение в него высокотемпературного газового потока с последующим разравниванием и уплотнением обработанного слоя.

Низкая производительность и высокий расход топлива этого способа привели к разработке "Способа возведения дорожной одежды" [2] в котором, с целью экономии топлива, грунт гранулируется, а термическую обработку производят путем многократного пропускания грунта горячими газами, после чего поверхностный слой уплотняется.

Способ характеризуется низкой производительностью.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является "Способ возведения грунтового покрытия" [3] например, дорожного полотна, включающий срезку и предварительное рыхление грунта. Прогрев грунта горячим газовым потоком с введением легкоплавких добавок, с целью интенсификации прогрева грунта, осуществляется высокотемпературным прогревом сверхзвуковым газовым потоком динамических сопел, причем грунт прогревается вначале до температуры 250-300^оС, а затем планировки спекают сверхзвуковым газовым потоком при температуре 800-850^оС. Грунт после планировки спекается под воздействием потока горячих газов, как спекаются кирпичи, при этом, грунт прогревается полностью на всю толщину дорожного покрытия. Чем плотнее утрамбован грунт при планировке, тем продолжительнее время прогрева, тем выше тепловые потери. Чем ниже теплопроводность грунта, тем выше тепловые потери.

Этот способ упрочнения грунта, не использующий кинетическую энергию сверхзвукового газового потока, не дает возможности получить требуемую производительность, прочность грунта и ведет к неэффективному использованию нагревающих газов.

Целью изобретения является получение качественных дорожных покрытий с высокой производительностью и эффективным использованием топлива.

Поставленная цель достигается тем, что измельчение, смешение с минеральными добавками, разогрев грунта и спекание его осуществляют в высокотемпературном газовом потоке, который создают реактивным авиационным двигателем. Сверхзвуковая скорость турбулентной струи газов обеспечивает качественное измельчение, перемешивание, нагревание и уплотнение грунта, а высокая температура и физико-химическая активность поверхности частиц грунта, доведенных до размягчения, обеспечивает надежное сцепление при остывании. Эффективность использования топлива зависит от размеров частиц, так как благодаря кратковременному нагреву и низкой теплопроводности, только поверхность частиц доводится до температуры размягчения, а температура центра частицы практически не изменяется. Эффективность использования топлива увеличивается также при добавлении минеральных добавок, способствующих появлению в покрытии связывающих компонентов после термообработки или понижению температуры плавления грунта.

На чертеже изображено устройство для реализации способа, где 1 высокоскоростная горелка (авиационная), 2 камера сгорания, 3 питатель, 4 дорожное покрытие. Выходное сопло камеры сгорания 2 должно находиться от дорожного покрытия 4 на расстоянии 100-150 мм. По этому способу грунт в виде частиц песка или золы вместе с минеральными добавками из питателя 3 попадает в камеру сгорания 2, в которой создан высокотемпературный турбулентный газовый поток с помощью высокоскоростной горелки 1. Турбулентный поток камеры сгорания 2 проводит аэродинамическое измельчение, перемешивание и нагревание частиц до появления на поверхности липкой расплавленной пленки за 0,15 с. При этом ядра частиц не успевают нагреться из-за низкой теплопроводности частиц. Поэтому, чем ниже теплопроводность частиц, тем на меньшую глубину прогреваются частицы, тем ниже тепловые потери. Частицы грунта, покрытые липкой лентой, выходя из камеры сгорания 2, ударяются о поверхность дороги 4 и мгновенно застывают в виде камнеобразного покрытия с твердостью бетона, с химической стойкостью стекла, при минимальной скорости газового потока 30-40 м/с. Прочность дорожного покрытия повышается за счет кинетической энергии, создаваемой высокоскоростным потоком. Для снижения температуры, при которой появляется липкая пленка на поверхности частиц, в камеру сгорания добавляют минеральные добавки в виде красной глины, доломита или бурого угля с большим содержанием серы и щелочных металлов. Красная глина с большим содержанием окиси железа понижает температуру плавления песка до 1000-1200^оС, доломиты до 900-1000^оС, сульфиды до 800-900^оС, соединения щелочных металлов до 700-900^оС.

Использование предлагаемого способа обеспечит следующие преимущества: возможность получения дорожного покрытия с высокой механической прочностью и химической стойкостью, высокая производительность, эффективное использование топлива.

Формула изобретения

СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ГРУНТОВОГО ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ, включающий измельчение грунта, смешение его с минимальными добавками, разогрев и спекание его на полотне дороги высокотемпературным сверхзвуковым газовым потоком, отличающийся тем, что измельчение, смешение с минеральными добавками, разогрев грунта и спекание его осуществляют в высокотемпературном газовом потоке, который создают реактивным авиационным двигателем.

РИСУНКИ

Рисунок 1